科目 化工原理 教师 第一章 流体流动 王晴 课题 专题 3 流体在管内的流动阻力 新授课 课时 1了解牛顿的粘性定律 知识与技能 2 掌握流体的流动行态 3 掌握雷诺数的概念及其流体在圆管内的流动分布。 4 有关流动阻力的计算 2 课型 教学目标 过程与方法 尝试运用比较,归纳等方法对信息进行加工。 提高利用各种图表分析、处理数据的能力 1激发和增强对实验现象的好奇心和探究欲,提高学情感态度价习化工的兴趣, 值 观 2通过化工实际生产中的计算问题,培养学生分析处理数据的能力 教学重点 雷诺数的表达式 教学难点 流体的流动阻力的计算 教学资源 网络下载课件及教案、教学参考书、习题集等 教学后记
教学过程 引入 讲授新课 教学内容与教师活动 前面讨论流动系统的机械能衡算时流体流动有阻 力存在,在讨论伯努利方程时可以看到只有给出了能量损失具体数值或说明忽略不计才能用伯努利方程。因此流体阻力的计算很重要,本节讨论流体阻力来源影响因素以及流体在管内的计算。 1 牛顿粘性定义 学生活动 2.牛顿粘性定律 F??duAdy式中 du dy:速度梯度即与流动方向垂直的y方向上流体速度的变化率 3.流体的粘度 ???du dy 1) 物理的意义:促使流体流动产生单位速度的剪思考 记录思考 讨论 思考讨论
实验 应力 2) 液体:温度升高→粘度减小 气体:温度升高→粘度增大 3) 单位:pa.s或(kg/m.s) 4) 换算1p=100cp=0.1pa.s 2 流体的流动形态 1. 两种流动形态: 湍流 滞流 2. 流型的判据—雷诺数 Re??du? 滞流?Re?2000?<R<4000过渡?2000?Re?4000 湍流? 3 流体在圆管内流动时的分布 记录 观察讨论 分析实验 结论
举例 归纳总结 1. 滞流 2. 湍流 4 流动阻力的计算 阻力 直管阻力 局部阻力 u2?hf?hf?hf'??2 5 流体在直管中的流动阻力 1. 计算直管中的流动阻力 lu2hf??d2 2. 管壁粗糙度对摩擦因数的影响 3. 滞流时的摩擦因数 4. 湍流时的摩擦因数 例题:
课后作业 1 牛顿粘性定律 F??duAdy 2 流体的粘度 ???du dy3 流体的流动形态 滞流 湍流 4 雷诺数 Re??du? 滞流?Re?2000?<R<4000过渡?2000?Re?4000 湍流?5 流体阻力计算 书后练习 归纳总结 练习