流體力學(xué)和化工原理精選(九篇)

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第1篇：流體力學(xué)和化工原理范文

關(guān)鍵詞 工程流體力學(xué) 成人教育 教育對(duì)象 互動(dòng)教學(xué)

中圖分類號(hào)：TB126-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

流體力學(xué)的研究對(duì)象包括液體和氣體兩大物質(zhì)形態(tài)，流體力學(xué)的基本任務(wù)是建立描述流體運(yùn)動(dòng)的基本方程，確定流體經(jīng)各種通道及繞流不同物體時(shí)速度、壓強(qiáng)的分布規(guī)律，探求能量轉(zhuǎn)換及各種損失的計(jì)算方法。在實(shí)際工程的許多領(lǐng)域里，流體力學(xué)一直起著十分重要的作用。就某種意義而言，也正是在流體力學(xué)的研究工作不斷取得成就的前提下，才促進(jìn)了這些工程領(lǐng)域的大力發(fā)展。工程流體力學(xué)是在闡述流體力學(xué)的基本理論基礎(chǔ)上，重點(diǎn)闡述和研究流體力學(xué)在工程上的應(yīng)用，工程流體力學(xué)廣泛應(yīng)用于動(dòng)力、水利、機(jī)械、化工、石油、土建、冶金、航空、航海、氣象、環(huán)境等眾多領(lǐng)域，是這些領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)的主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。

1教材與教學(xué)內(nèi)容選取

“工程流體力學(xué)”教材種類繁多，但是目前為止還沒(méi)有一本針對(duì)能源類本科成人教育《工程流體力學(xué)》教材，筆者通過(guò)對(duì)多種教材的研讀，以及往年成教上課的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)各教材所涵蓋的基本理論，及描述流體特性表達(dá)式推導(dǎo)過(guò)程的深度和難度、教材內(nèi)容的廣度，最終選用楊建國(guó)等人編著的《工程流體力學(xué)》（北京大學(xué)出版社，2010年1月第1版）作為成教熱能專業(yè)的臨時(shí)教材。

“工程流體力學(xué)”的內(nèi)容繁雜、學(xué)科綜合性強(qiáng)，流體力學(xué)內(nèi)容很抽象，偏微分方程幾乎貫穿全部課程。流體力學(xué)歐拉方法的思路與物理及其它力學(xué)不同，學(xué)生理解、掌握起來(lái)有困難。鑒于成人教育對(duì)象數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和力學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱的特點(diǎn)，在授課中應(yīng)盡量避免大量的數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)和微元的受力分析，把第七章相似原理與量綱分析作為自學(xué)內(nèi)容，在講解動(dòng)量定理、動(dòng)能定理和質(zhì)量守恒定理時(shí)，把輸運(yùn)定理作為主要的公式推導(dǎo)工具，著重強(qiáng)調(diào)基本概念和基本原理的學(xué)習(xí)和掌握。

2授課目標(biāo)及教學(xué)方法

2.1 明確教育目標(biāo)的職業(yè)性和教育內(nèi)容的實(shí)用性

成人教育是以提高社會(huì)從業(yè)人員的履職能力和適應(yīng)職業(yè)變化能力為目標(biāo)的教育，其教育內(nèi)容與職業(yè)需求聯(lián)系緊密，以補(bǔ)充、改善成人的職業(yè)知識(shí)和技能為目的，實(shí)用性較強(qiáng)。

對(duì)于成人教育一定要明確教育目標(biāo)的特點(diǎn)，做到有的放矢，才能起到事半功倍的效果。成人教育對(duì)象（以下稱為“成人”學(xué)生）的特點(diǎn)可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：

（1）“成人”學(xué)生職業(yè)性強(qiáng)；

（2）“成人”學(xué)生都有固定的工作崗位，有著豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在某些方面的認(rèn)識(shí)和能力要強(qiáng)于授課老師；

（3）“成人”學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)課，例如數(shù)學(xué)和物理等的基礎(chǔ)知識(shí)比較薄弱，很難理解深度較高、難以理解的原理和公式推導(dǎo)；

（4）“成人”學(xué)生渴望獲取知識(shí)，尤其是能幫助其解釋工作中遇到的實(shí)際問(wèn)題的理論知識(shí)。

總之，授課內(nèi)容的實(shí)用性是教學(xué)的關(guān)鍵問(wèn)題之一，授課內(nèi)容實(shí)用“成人”學(xué)生才愛(ài)聽(tīng)，效果才好。

3教學(xué)手段和教學(xué)方法

3.1加強(qiáng)理論知識(shí)的講授

成人教育的對(duì)象多數(shù)為參加工作多年和未受過(guò)正規(guī)高等教育的成年人，即“成人”學(xué)生，他們又有著豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。從筆者實(shí)際函授授課的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看， “成人”學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)課尤以高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)最為薄弱，然而流體力學(xué)的主要工具就是數(shù)學(xué)。

3.2采用導(dǎo)學(xué)+啟發(fā)式方法授課

實(shí)行“導(dǎo)學(xué)式”教學(xué)模式。即，貫徹“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念，在教學(xué)中實(shí)行啟發(fā)式教學(xué)，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)在提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量方面的重要作用。所謂互動(dòng)式教學(xué)，是在教學(xué)中教與學(xué)雙方交流、溝通、協(xié)商、探討，在彼此傾聽(tīng)、彼此接納、彼此坦誠(chéng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)理性說(shuō)服甚至辯論，不同觀點(diǎn)碰撞交融，激發(fā)教學(xué)雙方的主動(dòng)性，拓展創(chuàng)造性思維，以達(dá)到提高教學(xué)效果的一種教學(xué)方式。這種講課的方式，不是老師一個(gè)人講，而是啟發(fā)學(xué)生思考。

“工程流體力學(xué)”基礎(chǔ)理論講解比較枯燥，為了提高教學(xué)效果，經(jīng)常在課堂上提出問(wèn)題和例題，鼓勵(lì)學(xué)生積極回答，激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，從而加深理解。在教學(xué)中要把握“成人”學(xué)生的獨(dú)特特點(diǎn)：那就是有自己固定的工作崗位，有著豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行了如指掌，對(duì)設(shè)備處于非常規(guī)運(yùn)行時(shí)有自己的處理方法，但是為什么這么處理他們并不清楚。

4結(jié)語(yǔ)

針對(duì)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)“成人”學(xué)生的特點(diǎn)，對(duì)“工程流體力學(xué)”的教學(xué)進(jìn)行了探討，使課程更適合“成人”學(xué)生的特點(diǎn)，擴(kuò)大了他們的知識(shí)面，增強(qiáng)了其主動(dòng)思考的能力。在今后的教學(xué)過(guò)程中要進(jìn)一步探索新的教學(xué)方法和手段，不斷提高自身的綜合素質(zhì)和專業(yè)理論知識(shí)，立足學(xué)校特色優(yōu)勢(shì)，繼續(xù)努力進(jìn)行“工程流體力學(xué)”課程的建設(shè)和探索，以期積累更多的經(jīng)驗(yàn)和取得更大的成績(jī)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳卓如等.工程流體力學(xué)[M].北京：高等教學(xué)出版社，2006.

[2]楊建國(guó)，張兆營(yíng)等.工程流體力學(xué)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2010.

[3]孫恒朱，鴻梅，舒丹.“啟發(fā)―聯(lián)想式”教學(xué)方法在流體力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)電力教育.2010，（5）.

[4]黃裕華.成人教育要突出“成教化”特色[J].福建信息技術(shù)教育，2005，（7）.

第2篇：流體力學(xué)和化工原理范文

關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；計(jì)算流體力學(xué)；CFD軟件及源程序；教學(xué)研究

中圖分類號(hào)：G6420；TU 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：10052909（2015）05015404

一、工程流體力學(xué)與CFD軟件、源程序

計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，簡(jiǎn)稱CFD）軟件通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算和圖像顯示后處理，對(duì)包含流體流動(dòng)和有熱傳導(dǎo)等相關(guān)物理現(xiàn)象作出系統(tǒng)的分析。目前，CFD 技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到航空、航天、氣象、船舶、水利、化工、建筑、機(jī)械、汽車(chē)、海洋、體育、環(huán)境等領(lǐng)域，取得了令人矚目的成就。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的今天，計(jì)算技術(shù)已被引入到流體力學(xué)領(lǐng)域，使以前因計(jì)算過(guò)于復(fù)雜而影響進(jìn)一步探討的流體力學(xué)問(wèn)題逐步得以解決，計(jì)算流體力學(xué)已經(jīng)成為研究流體力學(xué)的重要方法[1-3]。常用的CFD計(jì)算軟件有FLUENT 、CFX、Phoenix等。FLUENT 軟件是目前常用的一套高性能的數(shù)值軟件，是專門(mén)針對(duì)流體工程數(shù)值計(jì)算與仿真需求而開(kāi)發(fā)的一種流體數(shù)值仿真軟件。

工程流體力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容主要分為流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、相似和量綱分析、管中流動(dòng)、孔口出流和縫隙流動(dòng)等[4]。其中，管中流動(dòng)主要研究圓管中的層流及紊流、管路中的沿程阻力、管路中的局部阻力及管路計(jì)算等，涉及到一系列的概念和理論公式，學(xué)生理解起來(lái)有點(diǎn)枯燥、困難[4-5]。通過(guò)利用FLUENT軟件和源程序進(jìn)行數(shù)值模擬這一環(huán)節(jié)，變枯燥的理論公式計(jì)算為生動(dòng)的計(jì)算機(jī)數(shù)值求解，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也使學(xué)生有了更多的感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在流體力學(xué)課程教學(xué)中， 有意識(shí)地穿插計(jì)算數(shù)學(xué)、Fortran語(yǔ)言編程、CFD知識(shí)，有助于學(xué)生理解流體力學(xué)公式及方程，

也可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)其他學(xué)科知識(shí)的理解和掌握，達(dá)到多學(xué)科之間的融會(huì)貫通， 觸類旁通。為此，筆者對(duì)科研成果中相關(guān)源源程序、部分開(kāi)源程序和CFD 軟件在工程流體力學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用做了一些探索與實(shí)踐。

二、 教學(xué)案例

（一） 圓管中的層流及紊流教學(xué)實(shí)例

在工程流體力學(xué)教學(xué)中，管中流動(dòng)是主要章節(jié)的內(nèi)容，涉及的理論和公式多，不易理解。圓管流動(dòng)有層流和紊流兩種流動(dòng)狀況。雷諾數(shù)是判別流體流動(dòng)狀態(tài)的準(zhǔn)則數(shù)。為加深學(xué)生對(duì)流速分布和壓強(qiáng)分布規(guī)律的理解，在教學(xué)中可安排課外作業(yè)，設(shè)置用FLUENT軟件來(lái)模擬研究三維圓管的層流和紊流流動(dòng)狀況，作出驗(yàn)證分析。

圖1為圓管流動(dòng)入口和出口邊界截面的流速分布圖（l=2m， d=0.1m）。取流動(dòng)充分發(fā)展部分，離入流邊界x/D=1.6的截面其流速分布如圖2所示?？梢钥闯隽魉傺匕霃結(jié)方向成拋物線分布，與書(shū)中理論公式相符，如式（1）所示。通過(guò)數(shù)值模擬，學(xué)生對(duì)圓管內(nèi)流動(dòng)速度分布有了更深刻的認(rèn)識(shí)。

由圖3可以看出圓管內(nèi)部壓強(qiáng)分布從管口處向延伸方向逐漸減小，可知流速相應(yīng)增大，符合流速大、壓強(qiáng)小的流動(dòng)定律，也符合圓管流動(dòng)壓降的原理。另外從入口處的壓強(qiáng)分布可以看出，在圓管任何截面上，其壓強(qiáng)分布也不是均勻的，也有分層現(xiàn)象。＼

圖 3 圓管內(nèi)部壓強(qiáng)分布

圖4為圓管軸線上的速度分布。由圖可以看出，在圓管的軸上，進(jìn)口段流速分布變化較大，從進(jìn)口流速v1=0.005m/s急劇上升到最大流速u(mài)max=0.00 848m/s。層流入口段長(zhǎng)度有經(jīng)驗(yàn)公式可以算的，即

L≈0.058 dRe （2）

可算得入口段長(zhǎng)度約為1.18m，由圖4顯示效果可以看出，流速在離入口1.1m到1.2m之間，即入口段長(zhǎng)度約為1.1～1.2m，符合書(shū)中理論計(jì)算結(jié)果。

圖 4 圓管軸線上速度分布

圖5為圓管內(nèi)部x軸方向不同截面的流速分布，可看出流速在截面上從入口到出口的變化。水流在圓管內(nèi)部的流速分層很明顯，靠近壁面處流速接近于零。

圖 5 主流方向截面流速分布圖

圖6為圓管紊流充分發(fā)展段某一截面的流速分布圖。從圖中可以看出在紊流充分發(fā)展段，截面流速散點(diǎn)圖最高處幾乎為一條直線，說(shuō)明圓管內(nèi)大多數(shù)流體流速趨于穩(wěn)定，而是更加平滑。紊流過(guò)流斷面的流速對(duì)數(shù)分布比層流的拋物面分布均勻得多，這在理論上符合紊流流速的對(duì)數(shù)分布律，即：

uu=1Klny+C（3）

圖6 Y方向中心軸線的流速分布

（二）管路中的沿程阻力教學(xué)實(shí)例

在流體力學(xué)教學(xué)內(nèi)容管中流動(dòng)一章的教學(xué)實(shí)踐中，筆者利用前期研發(fā)的程序[6]設(shè)置了以半擴(kuò)散角為4o、擴(kuò)散度為3.92的錐形漸擴(kuò)管路內(nèi)的不可壓縮流動(dòng)數(shù)值模擬算例，旨在將對(duì)接科研成果的教學(xué)模式用于輔助工程流體力學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐。已知條件：錐形漸擴(kuò)管路前接管直徑為30 mm，后續(xù)管直徑為50 mm，總長(zhǎng)度為70 mm。管內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)為空氣，進(jìn)口速度為1m/s。 網(wǎng)格模型如圖7所示。

圖7 錐形漸擴(kuò)管路系統(tǒng)內(nèi)流場(chǎng)網(wǎng)格模型

數(shù)值計(jì)算結(jié)果如圖8所示。從圖中可清晰看出，在突然擴(kuò)大段，壓力逐漸增大，表現(xiàn)擴(kuò)壓效果，但中心線上的速度呈下降趨，若擴(kuò)散角增大時(shí)，在漸擴(kuò)段會(huì)出現(xiàn)局部回流區(qū)，這是造成局部能量損失的重要原因。

圖8 錐形漸擴(kuò)管路內(nèi)壓力場(chǎng)

局部阻力誤差分析：對(duì)于錐形漸擴(kuò)管的局部阻力，可以用包達(dá)定理的形式表示：

hζ=ku1-u222g（4）

其中，k為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。由式可知，錐形漸擴(kuò)管局部阻力損失理論計(jì)算公式為：

hz = ku1 - u2 22g = k1 - A1 A2 2×u21 2g = k1 - A2 A1 2×u22 2g（5）

其中A1為漸擴(kuò)管上游橫截面積，A2為漸擴(kuò)管下游橫截面積（m2），u1為漸擴(kuò)管上游平均流速（理論值），u2為漸擴(kuò)管下游平均流速（理論值）。A1 = πd21 4 = π×124，A2 = πd22 4 = π×224，u1=1 m/s，g=9.8m/s2 。代入（5）式得：

hζ理=0.004 305 m

實(shí)際流體的伯努利方程為[7]：

Z1 + P1 ρg + u21 2g = Z2 + P2 ρg + u22 2g + hf + hζ （6）

將仿真結(jié)果代入上式，其中Z1=Z2=0 P1=-0.03pa，P2=0.4pa，u1=1.06m/s， u2=0.58 m/s， hf=0， 得 hζ模擬=0.00 435m。誤差率為：

η=hζ模-hζ理hζ模×100%

=0.00 435-0.004 3050.00 435×100%=1.03%

（三） 后臺(tái)階流動(dòng)教學(xué)實(shí)例

為讓學(xué)生對(duì)雷諾數(shù)有更進(jìn)一步的感性認(rèn)識(shí)，利用開(kāi)源CFD程序[8]可設(shè)置后臺(tái)階流動(dòng)教學(xué)實(shí)例，比較不同入流Re數(shù)時(shí)臺(tái)階后渦的大小和長(zhǎng)度，現(xiàn)選擇四種Re數(shù)工況的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行后處理，得到如圖9所示的流線圖。從圖中可以看出，隨Re數(shù)的增加，臺(tái)階后方主渦的大小呈增大趨勢(shì)，在Re=1 000時(shí)在上方有次生渦的出現(xiàn)。

圖9 不同雷諾數(shù)下的流線圖

三、 教學(xué)實(shí)踐中的幾點(diǎn)體會(huì)

（一） 理論教學(xué)與數(shù)值實(shí)驗(yàn)教學(xué)的合理利用

在工程流體力學(xué)理論教學(xué)時(shí)可結(jié)合數(shù)值實(shí)驗(yàn)教學(xué)加以輔助，例如在管中流動(dòng)一章教學(xué)時(shí)，可以用上述相關(guān)教學(xué)實(shí)例。由于在進(jìn)行課堂演示教學(xué)時(shí)，依計(jì)算機(jī)性能及不同問(wèn)題的規(guī)模難易程度，數(shù)值模擬求解的時(shí)間將有不同，要掌握合理數(shù)值模擬時(shí)間?？刹扇∽寣W(xué)生安裝CFD程序及軟件，并要求學(xué)生事先自學(xué)使用方法，嘗試數(shù)值預(yù)測(cè)，預(yù)習(xí)理論知識(shí)。然后教師理論教學(xué)時(shí)對(duì)學(xué)生預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行抽樣調(diào)查分析，將理論結(jié)果與計(jì)算結(jié)果比較分析。條件許可的話，也可以通過(guò)高性能集群提交計(jì)算作業(yè)，在較短的時(shí)間內(nèi)獲得計(jì)算結(jié)果。這樣學(xué)生對(duì)復(fù)雜的理論就能有深入的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也鍛煉了學(xué)生的科研能力。

（二）適當(dāng)安排精選案例教學(xué)

課堂教學(xué)演示案例的選取應(yīng)做到簡(jiǎn)單且具有代表性。 案例簡(jiǎn)單能夠減少計(jì)算機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，使教學(xué)更加緊湊；而有代表性的案例貼近生活或工程實(shí)際，則有利于提高教學(xué)趣味，開(kāi)闊學(xué)生的視野。由于課堂教學(xué)時(shí)間有限，因此應(yīng)在簡(jiǎn)單演示教學(xué)案例的基礎(chǔ)上，精心布置較為復(fù)雜的課外任務(wù)。

（三） 源程序和軟件互補(bǔ)

在數(shù)值模擬教學(xué)中結(jié)合利用軟件和程序。軟件不是萬(wàn)能的，商用軟件所能解決的問(wèn)題是已在學(xué)術(shù)界得到充分研究的問(wèn)題，對(duì)于科學(xué)研究來(lái)說(shuō)，自己編程是必不可少的。一方面，自編程能更好地理解CFD具體實(shí)施過(guò)程，對(duì)商用軟件的理解和使用也是有幫助的。另一方面，自編程序還可以更好地對(duì)接科研成果，用于工程流體力學(xué)課程輔助教學(xué)。

四、結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)上述幾個(gè)數(shù)值模擬實(shí)例可以看出，數(shù)值模擬過(guò)程并不太難，但結(jié)果更形象直觀。借助計(jì)算機(jī)輔助手段，在工程流體力學(xué)課堂教學(xué)中，利用CFD軟件及源程序進(jìn)行數(shù)值模擬輔助理論教學(xué)， 將理論性較強(qiáng)的內(nèi)容形象化，可以開(kāi)闊學(xué)生的視野， 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識(shí)， 加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論的理解。此外，通過(guò)對(duì)接科研成果，用源程序進(jìn)行數(shù)值實(shí)驗(yàn)教學(xué)還可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和科研能力，豐富數(shù)值實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。參考文獻(xiàn)：

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第3篇：流體力學(xué)和化工原理范文

關(guān)鍵詞：能源與動(dòng)力工程；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)；混合式教育

作者簡(jiǎn)介：代乾（1981-），男，河北滄州人，天津城市建設(shè)學(xué)院能源與安全工程學(xué)院，講師；王澤生（1964-），男，天津人，天津城市建設(shè)學(xué)院能源與安全工程學(xué)院，教授。（天津 300384）

基金項(xiàng)目：本文系天津城市建設(shè)學(xué)院2012年度教育教學(xué)改革與研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JG-1207）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）05-0074-02

2012年9月，教育部頒布實(shí)施新的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄（2012年）》，熱能與動(dòng)力本科專業(yè)更名為能源與動(dòng)力工程專業(yè)。由專業(yè)名稱可見(jiàn)該專業(yè)的內(nèi)涵更加廣闊和深遠(yuǎn)，從而也說(shuō)明隨著能源動(dòng)力科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和新問(wèn)題地提出，社會(huì)對(duì)人才的培養(yǎng)提出了新的要求。目前，大約有170多所高校設(shè)置了熱能與動(dòng)力工程專業(yè)。[1]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源與環(huán)境逐漸成為世界各國(guó)所面臨的重大科技和社會(huì)問(wèn)題。培養(yǎng)高素質(zhì)的具有創(chuàng)新意識(shí)的能源工程專業(yè)人才是本學(xué)科義不容辭的責(zé)任。而熱工系列課程作為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其重要性不言而喻。合理的課程體系是體現(xiàn)教育教學(xué)理念的重要載體，是實(shí)現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、構(gòu)建學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的中心環(huán)節(jié)，建立適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要、體現(xiàn)熱能動(dòng)力技術(shù)學(xué)科內(nèi)在規(guī)律、科學(xué)合理的課程體系極為重要。[2]為了使該課程適應(yīng)新的要求，非常有必要對(duì)其進(jìn)行一定的改革，以培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)社會(huì)發(fā)展需要的人才，同時(shí)對(duì)推動(dòng)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要的意義。

一、實(shí)施混合式教育方式

開(kāi)發(fā)混合式學(xué)習(xí)方案的關(guān)鍵因素在于確定適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)，使用適當(dāng)?shù)幕旌戏绞?，為適當(dāng)?shù)膶W(xué)生施行教學(xué)。而教師想要運(yùn)用適當(dāng)?shù)幕旌戏绞叫枰紤]學(xué)習(xí)地點(diǎn)的設(shè)置、信息傳輸技術(shù)及時(shí)間的安排、教學(xué)策略和績(jī)效援助策略等。[3]混合式教學(xué)模式一般可分為以下幾個(gè)階段：[4-6]

1.前期分析

學(xué)生作為學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體是有認(rèn)知、有情感的，學(xué)生本身的知識(shí)水平、學(xué)習(xí)能力和社會(huì)特征都對(duì)學(xué)習(xí)的信息加工過(guò)程產(chǎn)生影響，教師進(jìn)行學(xué)生特征分析有助于了解學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備和學(xué)習(xí)風(fēng)格，從而為后面的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)和媒體的選擇提供依據(jù)。

2.混合式教學(xué)的組織與管理

教師應(yīng)按照教學(xué)進(jìn)度有針對(duì)性地選擇和設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，同時(shí)要參照已經(jīng)設(shè)計(jì)好的課程目標(biāo)、課程內(nèi)容及其呈現(xiàn)形式，將其與具體的章節(jié)知識(shí)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。教學(xué)活動(dòng)的作用在于為學(xué)生創(chuàng)造具體的學(xué)習(xí)情境，并加強(qiáng)師生、生生之間的交流互動(dòng)，因此恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略對(duì)于教學(xué)活動(dòng)的順利展開(kāi)尤為重要。

3.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)及教學(xué)資源建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)的對(duì)于教學(xué)來(lái)說(shuō)不應(yīng)當(dāng)只是教學(xué)內(nèi)容，而更多的應(yīng)該是支持教學(xué)交互、教學(xué)評(píng)價(jià)和教學(xué)管理，教學(xué)交互、教學(xué)評(píng)價(jià)和教學(xué)管理是保證教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，這就需要有一個(gè)集教學(xué)內(nèi)容與管理、課堂教學(xué)、在線教學(xué)交互、在線教學(xué)評(píng)價(jià)、基于項(xiàng)目的協(xié)作學(xué)習(xí)、發(fā)展性教學(xué)評(píng)價(jià)和教學(xué)管理等功能于一體的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)來(lái)支撐混合式教學(xué)。本校對(duì)“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”、“工程流體力學(xué)”原有的教學(xué)網(wǎng)站進(jìn)行了全面改版，并于2010年先后投入運(yùn)行。其中“工程熱力學(xué)”課程教學(xué)網(wǎng)站主頁(yè)如圖1所示。網(wǎng)站按照省部級(jí)精品課程的要求制作，網(wǎng)上教學(xué)內(nèi)容詳實(shí)，包括課程的概況、教學(xué)文件、習(xí)題及答案、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)等各種資源。學(xué)生可通過(guò)瀏覽網(wǎng)站學(xué)習(xí)更多的知識(shí)，這對(duì)課堂教育來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常有益的補(bǔ)充，并有助于實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的互動(dòng)。

二、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化

“工程流體力學(xué)”是理解能源動(dòng)力系統(tǒng)工質(zhì)流動(dòng)與流量、能量分配的基礎(chǔ)。“工程熱力學(xué)”是研究如何充分和有效利用能量的學(xué)科，其基本內(nèi)容是熱力學(xué)基本定律和工質(zhì)熱物性、熱過(guò)程的研究，是理解能源動(dòng)力系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)換基本規(guī)律和提高系統(tǒng)能源利用效率的理論基礎(chǔ)?！皞鳠釋W(xué)”研究熱量傳遞的基本規(guī)律，是理解和控制能源動(dòng)力系統(tǒng)熱量傳遞過(guò)程的理論基礎(chǔ)。“熱工學(xué)”集成了“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”的基本理論和核心內(nèi)容，為能源動(dòng)力類安全工程專業(yè)等提供必要和少量學(xué)時(shí)的熱工理論基礎(chǔ)教育，也是其他非能源動(dòng)力類專業(yè)節(jié)能技術(shù)及應(yīng)用的理論基礎(chǔ)課程?！盁峁y(cè)量技術(shù)”和“流體熱工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”課程則是關(guān)于“工程流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”的實(shí)驗(yàn)理論的技術(shù)基礎(chǔ)課程，旨在揭示相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)研究目標(biāo)、原理、方法以及應(yīng)用。

1.熱工系列課程間內(nèi)容關(guān)聯(lián)性分析

（1）“工程流體力學(xué)”與“工程熱力學(xué)”在教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性之處主要體現(xiàn)以下兩個(gè)方面：“工程流體力學(xué)”中的一維無(wú)粘性重力流體流動(dòng)能量方程（伯努利方程）與“工程熱力學(xué)”中的熱力學(xué)第一定律穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流能量方程式具有相同的理論基礎(chǔ)，后者是普遍適用的能量方程式，而后者是前者在一維無(wú)粘性重力流體條件下的特例和不同的表達(dá)方式；“工程流體力學(xué)”中的可壓縮流體流動(dòng)基礎(chǔ)與“工程熱力學(xué)”中的氣體和蒸汽的流動(dòng)研究對(duì)象及理論基礎(chǔ)完全相同，只不過(guò)研究的側(cè)重點(diǎn)不同，前者強(qiáng)調(diào)流動(dòng)特性，后者注重能量傳遞與轉(zhuǎn)換過(guò)程。

（2）“工程流體力學(xué)”與“傳熱學(xué)”課程在教學(xué)內(nèi)容方面具有緊密的關(guān)聯(lián)性和延續(xù)性，主要體現(xiàn)在“工程流體力學(xué)”中粘性流動(dòng)方面與“傳熱學(xué)”中對(duì)流換熱方面的相關(guān)內(nèi)容，具體為：

1）研究對(duì)象均為傳遞現(xiàn)象，“工程流體力學(xué)”研究的是動(dòng)量的傳遞，而“傳熱學(xué)”研究的則是熱量的傳遞，其規(guī)律及分析方法具有類比性。首先，傳遞驅(qū)動(dòng)力分別為速度差和溫度差；其次，傳遞方式均為分子擴(kuò)散和對(duì)流擴(kuò)散，其中對(duì)于分子擴(kuò)散基本規(guī)律兩者具有類似的形式，即牛頓摩擦定律及傅里葉定律，也均有描述傳遞能力的物性參數(shù)，即運(yùn)動(dòng)粘度（m2/s）和熱擴(kuò)散系數(shù)（m2/s），而且流動(dòng)邊界層與熱（溫度）邊界層具有相似的定義和相同的邊界層結(jié)構(gòu)；最后，描述傳遞現(xiàn)象的控制方程，即動(dòng)量微分方程式（N-S方程）和能量微分方程，也具有相似的形式。這也是“傳熱學(xué)”中動(dòng)熱類比分析方法（類比律，即將阻力實(shí)驗(yàn)結(jié)果直接用于表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計(jì)算）的理論基礎(chǔ)。

2）如果粘性流體流經(jīng)壁面且具有與壁面不同的溫度時(shí)，就會(huì)同時(shí)發(fā)生動(dòng)量傳遞和熱量傳遞現(xiàn)象。此時(shí)“工程流體力學(xué)”與“傳熱學(xué)”研究的是同一現(xiàn)象的不同方面的特性，即阻力特性和傳熱特性。一般阻力特性是傳熱特性研究的基礎(chǔ)，某些特殊情況（流動(dòng)及對(duì)流換熱具有耦合特征）下兩者相互影響，如流體外掠平板的層流與紊流流動(dòng)及對(duì)流換熱、圓管內(nèi)層流與紊流流動(dòng)及對(duì)流換熱、外掠圓柱的層流與紊流流動(dòng)及對(duì)流換熱、各類自由流動(dòng)及對(duì)流換熱等等。顯然在此類教學(xué)內(nèi)容中，“工程流體力學(xué)”是“傳熱學(xué)”的基礎(chǔ)。

3）具有相同的分析、計(jì)算方法。正是由于動(dòng)量方程和能量方程具有相似的形式，理論分析法（包括微分方程組求解及積分方程組求解）、?；瘜?shí)驗(yàn)方法（相似原理）、數(shù)值計(jì)算方法均可應(yīng)用于阻力特性和傳熱特性的研究，甚至同一數(shù)值計(jì)算商業(yè)軟件（如FLUENT、ANSYS、PHINICS等）可同時(shí)分析求解同一現(xiàn)象的阻力特性和傳熱特性。因此在研究方法上，“工程流體力學(xué)”與“傳熱學(xué)”是并行的或者說(shuō)是相同的。

（3）“工程熱力學(xué)”與“傳熱學(xué)”課程在教學(xué)內(nèi)容具有關(guān)聯(lián)性之處主要體現(xiàn)以下兩個(gè)方面：“工程熱力學(xué)”中有關(guān)熱量傳遞只是討論熱力過(guò)程中熱量傳遞的量，而“傳熱學(xué)”研究的是熱量傳遞的機(jī)理、方式、影響因素、計(jì)算方法。在“熱力學(xué)”中熱量的單位是q（J/kg），而“傳熱學(xué)”中熱量（熱流密度）單位是q（W/m2），可見(jiàn)后者強(qiáng)調(diào)的是熱量傳遞的速率及能力，而后者以前者的理論（即熱力學(xué)第一定律—能量守恒規(guī)律）為基礎(chǔ)；“工程熱力學(xué)”中有關(guān)濕空氣焓及含濕量變化規(guī)律與“傳熱學(xué)”中的熱質(zhì)交換有著內(nèi)在聯(lián)系。如電廠冷卻塔中，“工程熱力學(xué)”討論了其工作原理及狀態(tài)參數(shù)的變化，而“傳熱學(xué)”則討論了其熱濕交換的具體方式和傳遞速率。

2.熱工系列課程教學(xué)內(nèi)容體系優(yōu)化原則

依據(jù)培養(yǎng)方案，流體熱工系列課程時(shí)間安排順序是“工程流體力學(xué)”—“工程熱力學(xué)”—“傳熱學(xué)”（或“熱工學(xué)”）—“熱工測(cè)量技術(shù)”，“流體熱工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”課程與上述課程并行安排。因此，熱工系列課程教學(xué)內(nèi)容體系優(yōu)化按照以下原則進(jìn)行：

（1）安排在前的課程。教師除完成本課程教學(xué)內(nèi)容外，須根據(jù)上述各課程之間知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性，有意識(shí)地為后續(xù)課程涉及的內(nèi)容打下牢固的理論基礎(chǔ)?！肮こ塘黧w力學(xué)”課程的教師需要向“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”課程任課教師了解相關(guān)的內(nèi)容，如一元絕熱穩(wěn)定流動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換規(guī)律、相似原理等等，在“工程流體力學(xué)”的教學(xué)中兼顧這些內(nèi)容的教學(xué)需求。

（2）安排在后的課程。教師依據(jù)上述各課程之間知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性分析，在相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)過(guò)程中，須了解前面課程任課教師的授課內(nèi)容和方法，精選授課內(nèi)容，避免不必要的重復(fù)，使該課程與前面課程有機(jī)銜接，且注意采取比較教學(xué)法，讓學(xué)生更容易掌握課堂知識(shí)。

（3）“熱工測(cè)量技術(shù)”和“流體熱工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”課程。課程任課教師應(yīng)了解和引用其他理論課程相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合。如溫度測(cè)量，教師除加強(qiáng)溫度測(cè)量原理、儀表、標(biāo)定及使用方法教學(xué)外，對(duì)于高速氣流溫度測(cè)量，需引用“工程熱力學(xué)”中氣流一維絕熱流動(dòng)能量方程以及滯止溫度和氣流溫度的關(guān)系等相關(guān)理論知識(shí)，說(shuō)明氣流速度對(duì)溫度測(cè)量誤差的影響；而對(duì)于高溫氣流溫度測(cè)量，需引用“傳熱學(xué)”的輻射換熱相關(guān)理論，說(shuō)明輻射對(duì)測(cè)溫誤差的影響以及消除誤差的措施；而對(duì)于鎧裝熱電偶或在加溫度計(jì)套管情況下，還需引用“傳熱學(xué)”的通過(guò)肋壁導(dǎo)熱的相關(guān)理論，說(shuō)明套管的存在對(duì)溫度測(cè)量誤差的影響以及消除誤差的措施。

三、結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的教學(xué)體驗(yàn)和學(xué)生的反饋表明，該教學(xué)模式使教學(xué)效果得到很大提高。筆者認(rèn)為在以后的教學(xué)當(dāng)中，要把這種模式繼續(xù)深化并推廣到其他課程的教學(xué)當(dāng)中，熱工系列課程的教學(xué)改革也必然會(huì)取得成功。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋文武，符杰，李慶剛，等.關(guān)于構(gòu)建“熱能與動(dòng)力工程”大專業(yè)多方向課程體系的思考——基于培養(yǎng)復(fù)合型應(yīng)用人才的視角[J].高等教育研究，2011，28（4）：44-48.

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[4]Driscol1 M.Blended learning：Let’s get beyond the hype[J].learning and Training Innovations[R].2002.

第4篇：流體力學(xué)和化工原理范文

關(guān)鍵詞 工程力學(xué) 環(huán)境科學(xué) 綜合應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X-019 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 工程力學(xué)與環(huán)境科學(xué)的學(xué)科交叉理論

工程力學(xué)是20世紀(jì)50年代末出現(xiàn)的。首先提出這一名稱并對(duì)這個(gè)學(xué)科做了開(kāi)創(chuàng)性工作的是中國(guó)學(xué)者錢(qián)學(xué)森。

在20世紀(jì)50年代，出現(xiàn)了一些極端條件下的工程技術(shù)問(wèn)題，所涉及的溫度高達(dá)幾千度到幾百萬(wàn)度，壓力達(dá)幾萬(wàn)到幾百萬(wàn)大氣壓，應(yīng)變率達(dá)百萬(wàn)分之一～億分之一秒等。在這樣的條件下，介質(zhì)和材料的性質(zhì)很難用實(shí)驗(yàn)方法來(lái)直接測(cè)定。為了減少耗時(shí)費(fèi)錢(qián)的實(shí)驗(yàn)工作，需要用微觀分析的方法闡明介質(zhì)和材料的性質(zhì)；在一些力學(xué)問(wèn)題中，出現(xiàn)了特征尺度與微觀結(jié)構(gòu)的特征尺度可比擬的情況，因而必須從微觀結(jié)構(gòu)分析入手處理宏觀問(wèn)題；出現(xiàn)一些遠(yuǎn)離平衡態(tài)的力學(xué)問(wèn)題，必須從微觀分析出發(fā)，以求了解耗散過(guò)程的高階項(xiàng)；由于對(duì)新材料的需求以及大批新型材料的出現(xiàn)，要求尋找一種從微觀理論出發(fā)合成具有特殊性能材料的“配方”或預(yù)見(jiàn)新型材料力學(xué)性能的計(jì)算方法。在這樣的背景條件下，促使了工程力學(xué)的建立。工程力學(xué)之所以出現(xiàn)，一方面是迫切要求能有一種有效地手段，預(yù)知介質(zhì)和材料在極端條件下的性質(zhì)及其隨狀態(tài)參量變化的規(guī)律；另一方面是近代科學(xué)的發(fā)展，特別是原子分子物理和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的建立和發(fā)展，物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律已經(jīng)比較清楚，為從微觀狀態(tài)推算出宏觀特性提供了基礎(chǔ)和可能。

總的來(lái)說(shuō)，工程力學(xué)具有現(xiàn)代工程與理論相結(jié)合的特點(diǎn)，有很大的知識(shí)面和靈活性，對(duì)國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)具有重大意義。

2工程力學(xué)理論在環(huán)境科學(xué)中的發(fā)展

2.1環(huán)境與力學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)

工程力學(xué)雖然還處在萌芽階段，很不成熟，而且繼承有關(guān)老學(xué)科的地方較多，但作為力學(xué)的一個(gè)新分支，確有一些獨(dú)具的特點(diǎn)。工程力學(xué)著重于分析問(wèn)題的機(jī)理，并借助建立理論模型來(lái)解決具體問(wèn)題。只有在進(jìn)行機(jī)理分析而感到資料不夠時(shí)，才求助于新的實(shí)驗(yàn)。

工程力學(xué)注重從微觀到宏觀，以往的技術(shù)科學(xué)和絕大多數(shù)的基礎(chǔ)科學(xué)，都是或從宏觀到宏觀，或從宏觀到微觀，或從微觀到微觀，而工程力學(xué)則建立在近代物理和近代化學(xué)成就之上，運(yùn)用這些成就，建立起物質(zhì)宏觀性質(zhì)的微觀理論，這也是工程力學(xué)建立的主導(dǎo)思想和根本目的。

雖然工程力學(xué)引用了近代物理和近代化學(xué)的許多結(jié)果，但它并不完全是統(tǒng)計(jì)物理或者物理化學(xué)的一個(gè)分支，因?yàn)闊o(wú)論是近代物理還是近代化學(xué)，都不能完全解決工程技術(shù)里所提出的各種具體問(wèn)題。工程力學(xué)所面臨的問(wèn)題往往要比基礎(chǔ)學(xué)科里所提出的問(wèn)題復(fù)雜得多，它不能單靠簡(jiǎn)單的推演方法或者只借助于某一單一學(xué)科的成就，而必須盡可能結(jié)合實(shí)驗(yàn)和運(yùn)用多學(xué)科的成果。

2.2研究?jī)?nèi)容和方向

工程力學(xué)主要研究平衡現(xiàn)象，如氣體、液體、固體的狀態(tài)方程，各種熱力學(xué)平衡性質(zhì)和化學(xué)平衡的研究等。對(duì)于這類問(wèn)題，工程力學(xué)主要借助統(tǒng)計(jì)力學(xué)的方法。

工程力學(xué)的研究工作，目前主要集中三個(gè)方面：高溫氣體性質(zhì)，研究氣體在高溫下的熱力學(xué)平衡性質(zhì)（包括狀態(tài)方程）、輸運(yùn)性質(zhì)、輻射性質(zhì)以及與各種動(dòng)力學(xué)過(guò)程有關(guān)的弛豫現(xiàn)象；稠密流體性質(zhì)，主要研究高壓氣體和各種液體的熱力學(xué)平衡性質(zhì)（包括狀態(tài)方程）、輸運(yùn)性質(zhì)以及相變行為等；固體材料性質(zhì)，利用微觀理論研究材料的彈性、塑性、強(qiáng)度以及本構(gòu)關(guān)系等。

工程力學(xué)研究方向主要有：非線性力學(xué)與工程、工程穩(wěn)定性分析及控制技術(shù)、應(yīng)力與變形測(cè)量理論和破壞檢測(cè)技術(shù)、數(shù)值分析方法與工程應(yīng)用、工程材料物理力學(xué)性質(zhì)、工程動(dòng)力學(xué)與爆破。

3工程力學(xué)理論在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用

3.1材料力學(xué)與環(huán)境

材料力學(xué)在生活中的應(yīng)用十分廣泛。大到機(jī)械中的各種機(jī)器，建筑中的各個(gè)結(jié)構(gòu)，小到生活中的塑料食品包裝，很小的日用品。各種物件都要符合它的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性要求才能夠安全、正常工作，所以材料力學(xué)就顯得尤為重要。

利用材料力學(xué)中卸載與在加載規(guī)律得出冷作硬化現(xiàn)象，工程中常利用其原理以提高材料的承載能力，例如建筑用的鋼筋與起重的鏈條，但冷作硬化使材料變硬、變脆，是加工發(fā)生困難，且易產(chǎn)生裂紋，這時(shí)應(yīng)采用退火處理，部分或全部地材料的冷作硬化效應(yīng)。

3.2固體力學(xué)與環(huán)境

自然界中存在著大至天體，小至粒子的固態(tài)物體和各種固體力學(xué)問(wèn)題。人所共知的山崩地裂、滄海桑田都與固體力學(xué)有關(guān)?，F(xiàn)代工程中，無(wú)論是飛行器、船舶、坦克，還是房屋、橋梁、水壩、原子反應(yīng)堆以及日用家具，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都應(yīng)用了固體力學(xué)的原理。

固體力學(xué)研究的內(nèi)容既有彈性問(wèn)題，又有塑性問(wèn)題；既有線性問(wèn)題，又有非線性問(wèn)題。在固體力學(xué)的早期研究中，一般多假設(shè)物體是均勻連續(xù)介質(zhì)，但近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的復(fù)合材料力學(xué)和斷裂力學(xué)擴(kuò)大了研究范圍，它們分別研究非均勻連續(xù)體和含有裂紋的非連續(xù)體。

固體力學(xué)的研究對(duì)象按照物體形狀可分為桿件、板殼、空間體、薄壁桿件四類。薄壁桿件是指長(zhǎng)寬厚尺寸都不是同量級(jí)的固體物件。在飛行器、船舶和建筑等工程結(jié)構(gòu)中都廣泛采用了薄壁桿件。

3.3流體力學(xué)與環(huán)境

流體力學(xué)中研究得最多的流體是水和空氣。它的主要基礎(chǔ)是牛頓運(yùn)動(dòng)定理和質(zhì)量守恒定理，常常還要用到熱力學(xué)知識(shí)，有時(shí)還用到宏觀電動(dòng)力學(xué)的基本定律、本構(gòu)方程和高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。

第5篇：流體力學(xué)和化工原理范文

1核心課程體系的構(gòu)建

1.1核心課程體系構(gòu)建的原則

欽州學(xué)院開(kāi)設(shè)化學(xué)工程與工藝專業(yè)有良好的機(jī)遇,同時(shí)也有多方面的挑戰(zhàn)。要辦好欽州學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè),貫徹學(xué)院打造五大品牌專業(yè)的精神,需要從緊密聯(lián)系北部灣區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)方面著眼,努力辦出具有石化特色的化學(xué)工程與工藝專業(yè),重點(diǎn)建立一套緊密結(jié)合石化下游產(chǎn)業(yè)鏈、注重過(guò)程開(kāi)發(fā)和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的核心課程體系。在核心課程設(shè)置方面,確立夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)、強(qiáng)化工程意識(shí)、注重實(shí)驗(yàn)技能、拓寬專業(yè)口徑,注重石化特色的原則。 所謂化工過(guò)程,主要包含分離過(guò)程和反應(yīng)過(guò)程兩種過(guò)程。與這兩種過(guò)程緊密相關(guān)的一系列化工類課程共同構(gòu)成了化工類課程的核心。按照“門(mén)數(shù)適宜,重點(diǎn)突出,相互支撐,形成一體”的要求,選擇化工熱力學(xué)、分離工程、傳遞原理、反應(yīng)工程和化工工藝學(xué)等五門(mén)理論課以及與這五門(mén)理論課相關(guān)的化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課作為核心課程,建設(shè)具有石化特色化學(xué)工程與工藝專業(yè)的核心課程體系,全力打造化學(xué)工程與工藝這一品牌專業(yè)。在這五門(mén)理論課程中,分離工程和反應(yīng)工程分別研究各類分離過(guò)程和反應(yīng)過(guò)程,它們構(gòu)成了化工過(guò)程課程最核心的部分?；崃W(xué)是化工過(guò)程研究、開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ),是化學(xué)工程的重要分支之一,與化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程關(guān)系密切?；崃W(xué)的核心價(jià)值在于研究過(guò)程進(jìn)行的方向和限度,為分離過(guò)程和反應(yīng)過(guò)程提供相平衡、反應(yīng)平衡數(shù)據(jù),并對(duì)化工過(guò)程進(jìn)行熱力學(xué)分析[1]。反應(yīng)工程是與工程實(shí)際緊密聯(lián)系的課程之一,它廣泛地將化工熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱、傳質(zhì)以及生產(chǎn)工藝、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等反面的理論知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)綜合于工業(yè)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化中[2]。

分離工程是化工專業(yè)基礎(chǔ)課程,講述的是如何將混合物進(jìn)行分離與提純的學(xué)科。作為專門(mén)研究分離方法的分離工程課程對(duì)學(xué)生工程素養(yǎng)的培養(yǎng)有很重要的作用。該課程闡明了化工分離過(guò)程的本質(zhì)規(guī)律,重點(diǎn)研究分離方法的工業(yè)化途徑,設(shè)備設(shè)計(jì)放大效應(yīng),最優(yōu)分離路線的工業(yè)化,及最優(yōu)操作條件。在選擇具體分離方法時(shí),不僅要考慮技術(shù)上的可行性、經(jīng)濟(jì)上的合理性,而且要考慮能耗、環(huán)保、設(shè)備放大和開(kāi)發(fā)成本等諸多問(wèn)題[3]。傳遞原理旨在研究化工動(dòng)量、熱量及質(zhì)量(俗稱三傳)的傳遞現(xiàn)象,用一種統(tǒng)一的觀點(diǎn)來(lái)處理三種傳遞現(xiàn)象,并研究動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞之間的類似性,是研究分離機(jī)理、分離效率和宏觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)理論,同時(shí)也是反應(yīng)器放大研究的基礎(chǔ)理論之一。與化工熱力學(xué)不同,傳遞原理是一門(mén)探討傳遞速率的課程,它對(duì)過(guò)程開(kāi)發(fā)、過(guò)程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)操作、優(yōu)化控制及過(guò)程機(jī)理研究都有重要的使用意義[4]?；すに噷W(xué)重在工藝過(guò)程的分析,即在特定條件下,進(jìn)行分離過(guò)程、反應(yīng)過(guò)程的比較選擇、整合優(yōu)化?；すに噷W(xué)是大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)、化工熱力學(xué)、化工動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)工程、分離工程等專業(yè)基礎(chǔ)可和專業(yè)課的綜合運(yùn)用?；崃W(xué)和傳遞原理旨在加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ),化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)工程和分離工程重在強(qiáng)化工程意識(shí),化工工藝學(xué)拓展了專業(yè)適應(yīng)面,可以突出石化特色。

2核心課程體系的優(yōu)化

為了保障以上核心課程體系的順利實(shí)施,建議結(jié)合欽州學(xué)院化學(xué)工程與工藝現(xiàn)有的教學(xué)計(jì)劃,從下面幾個(gè)方面作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

2.1加強(qiáng)數(shù)理基礎(chǔ)教學(xué)力度,適度拓展

新世紀(jì)的工程人才必須有熟練應(yīng)用數(shù)學(xué)、科學(xué)與工程等知識(shí)的能力,有進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)分析與數(shù)據(jù)處理的能力。在兩年的教學(xué)實(shí)踐中,學(xué)生普遍反映數(shù)理基礎(chǔ)不夠扎實(shí),一些數(shù)學(xué)問(wèn)題不知所云,比如熱力學(xué)計(jì)算中要應(yīng)用迭代法求解狀態(tài)方程、精餾過(guò)程計(jì)算、反映工程中的偏微分方程求解等等,問(wèn)題大都源于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較薄弱。因此建議加開(kāi)線性代數(shù)、運(yùn)籌學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)值計(jì)算、C程序語(yǔ)言、數(shù)學(xué)物理方法,流體力學(xué)等數(shù)理和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程。多所兄弟院校也早就開(kāi)設(shè)了這些基礎(chǔ)課程。線性代數(shù)和運(yùn)籌學(xué)的開(kāi)設(shè)可以解決反應(yīng)器設(shè)計(jì)過(guò)程的優(yōu)化問(wèn)題;概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和理解反應(yīng)工程中一些基本概念的基礎(chǔ);數(shù)值計(jì)算和C程序語(yǔ)言兩門(mén)課程是工科學(xué)生重要的基礎(chǔ)課程,加開(kāi)這兩門(mén)課程也是落實(shí)我?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)水平的要求,對(duì)學(xué)生的就業(yè)能力的提高有好處;數(shù)學(xué)物理方法和流體力學(xué)是傳遞工程等課程的基礎(chǔ),加開(kāi)這兩門(mén)課程可以大大的提高學(xué)生工程數(shù)學(xué)能力,為就業(yè)和進(jìn)一步深造打下更堅(jiān)實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)?？紤]到Matlab在科學(xué)和工程計(jì)算領(lǐng)域的突出作用,建議開(kāi)設(shè)Matlab在化工中的應(yīng)用的相關(guān)課程[5]?；崃W(xué)和化工原理是反應(yīng)工程的基礎(chǔ),故將化工熱力學(xué)和從第四、五學(xué)期調(diào)整至第三、四學(xué)期;化工原理和反應(yīng)工程兩門(mén)課程共同構(gòu)成了化學(xué)工程最核心的部分課程,將化工原理從第四、五學(xué)期調(diào)整至第二、三學(xué)期,反應(yīng)工程從第三學(xué)期調(diào)整至第五學(xué)期,也是考慮到化工原理是反應(yīng)工程的基礎(chǔ)。同時(shí),將計(jì)算機(jī)模擬與仿真刪去,將其中的知識(shí)分散到加開(kāi)的MATLAB在化工中的應(yīng)用和數(shù)值計(jì)算這兩門(mén)課程中。從上表2中還可以看出,加開(kāi)的課程中,突出了數(shù)理課程的基礎(chǔ),同時(shí),適度的拓展經(jīng)濟(jì)和計(jì)算機(jī)相關(guān)的課程,也增加化工制圖和電工學(xué)等實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力是必不可少的。

2.2整合化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)

為了整合學(xué)院教學(xué)資源,最大限度地利用現(xiàn)有的一切教學(xué)設(shè)備,建議從各門(mén)化學(xué)工程與工藝核心課程的專業(yè)實(shí)驗(yàn)中選出一些經(jīng)典的、與石化行業(yè)緊密相關(guān)的進(jìn)行重新編排,單獨(dú)設(shè)置一門(mén)大學(xué)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程,分成三個(gè)學(xué)期展開(kāi)教學(xué)。另外,考慮到傳統(tǒng)的化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教材以單一驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主,無(wú)法滿足新世紀(jì)綜合素質(zhì)人才培養(yǎng)的要求,可將化工實(shí)驗(yàn)按由淺入深的原則劃分成驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和綜合型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次。盡量精簡(jiǎn)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和綜合型實(shí)驗(yàn)?？梢詮慕處煹囊恍┛蒲许?xiàng)目中選出一部分讓學(xué)生參與,將這些項(xiàng)目設(shè)計(jì)成設(shè)計(jì)型或綜合型實(shí)驗(yàn),這樣,通過(guò)學(xué)生的親身體驗(yàn)科研過(guò)程,培養(yǎng)了正確的科研習(xí)慣,為學(xué)生的就業(yè)和進(jìn)一步的深造打下好的基礎(chǔ)。

第6篇：流體力學(xué)和化工原理范文

關(guān)鍵詞 化工過(guò)程流體機(jī)械；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671-489X（2013）09-0110-02

Exploring and Practice of Teaching Method of Chemical Process Fluid Machinery//Zhou Changjing， Wang Zhenbo， Wang Zongming， Zhang Dahai

Abstract According to the requirement of students’ ability in many aspects of chemical process fluid machinery and teaching goal of course， through the change of teaching mode， strengthening practice teaching content and focus on the extension and expansion of basic theory to enhance the teaching effect， cultivate students’ ability to solve practical problems and to improve students’ comprehensive quality.

Key words chemical process fluid machinery； network teaching； practice teaching

化工過(guò)程流體機(jī)械是中國(guó)石油大學(xué)（華東）化工裝備與控制工程專業(yè)主干專業(yè)課程，課程綜合了機(jī)械、結(jié)構(gòu)、流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、調(diào)節(jié)控制和選型操作等多方面的知識(shí)。課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握過(guò)程流體機(jī)械的結(jié)構(gòu)形式、工作原理、性能特點(diǎn)和調(diào)節(jié)控制，培養(yǎng)學(xué)生具有從事化工過(guò)程流體機(jī)械的使用、選型、調(diào)節(jié)控制及研究改造的基本能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)理工科專業(yè)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)的培養(yǎng)要求。為達(dá)到課程的教學(xué)目標(biāo)和對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)要求，多年來(lái)，課程組一直致力于對(duì)化工過(guò)程流體機(jī)械課程進(jìn)行教學(xué)方式的探索與研究。本文主要介紹“化工過(guò)程流體機(jī)械”教學(xué)過(guò)程中探索的教學(xué)方法。

1 更改教學(xué)模式，多媒體、板書(shū)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合

在課程的授課過(guò)程中，采用多種教學(xué)手段相互配合的辦法，并根據(jù)授課內(nèi)容的特點(diǎn)，選用合適的教學(xué)手段和方法，以強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

針對(duì)授課內(nèi)容中流體機(jī)械過(guò)流部件和關(guān)鍵機(jī)械零部件基本結(jié)構(gòu)形式部分及流體機(jī)械工作理論當(dāng)中涉及的抽象、難懂的問(wèn)題，采用多媒體教學(xué)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的板書(shū)和圖片講解，二維的流體機(jī)械內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和工作原理圖被設(shè)計(jì)成三維立體圖和裝配動(dòng)畫(huà)，并輔之以學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)期間及機(jī)器拆裝實(shí)踐期間所拍攝的照片和錄像。多媒體教學(xué)不但使復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和抽象的原理變得直觀、易懂，而且會(huì)增加真實(shí)感，拉近學(xué)生和所要學(xué)習(xí)對(duì)象的距離，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)化工過(guò)程流體機(jī)械的認(rèn)識(shí)。對(duì)于授課過(guò)程中學(xué)生很難理解的流體在葉輪中的流動(dòng)過(guò)程和離心泵氣蝕、氣縛等現(xiàn)象，則通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)CFD獲得葉輪內(nèi)流場(chǎng)分布、三維動(dòng)畫(huà)和試驗(yàn)視頻展示給學(xué)生，在有利于學(xué)生掌握好相關(guān)知識(shí)同時(shí)，也增加了課程的生動(dòng)性，提升了學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣。

化工過(guò)程流體機(jī)械同時(shí)也是一門(mén)理論性比較強(qiáng)的課程，授課過(guò)程中涉及很多流體機(jī)械理論公式的推導(dǎo)。針對(duì)公式的推導(dǎo)仍然采用傳統(tǒng)的板書(shū)形式，這樣公式推導(dǎo)過(guò)程中可以留給學(xué)生足夠的時(shí)間思考和消化，有助于學(xué)生對(duì)理論公式的理解和掌握，避免了多媒體幻燈片片片之間易脫節(jié)，使公式推導(dǎo)不連貫，導(dǎo)致學(xué)生思考不足、理解不透、學(xué)習(xí)困難等問(wèn)題。同時(shí)利用黑板板書(shū)能夠增強(qiáng)教師授課時(shí)即興講解的上課效果，增強(qiáng)教與學(xué)的互動(dòng)性。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，是遠(yuǎn)程教學(xué)的一種重要形式，是利用計(jì)算機(jī)設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)學(xué)生實(shí)行信息化教育的教學(xué)模式。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相比傳統(tǒng)教學(xué)模式，更能培養(yǎng)學(xué)生信息獲取、加工、分析、創(chuàng)新、利用、交流的能力[1]。針對(duì)化工過(guò)程流體機(jī)械授課人數(shù)多、授課學(xué)時(shí)少等特點(diǎn)，自2007年開(kāi)始，利用中國(guó)石油大學(xué)（華東）精品課程網(wǎng)站建設(shè)，課程組開(kāi)始籌建化工過(guò)程流體機(jī)械課程教學(xué)網(wǎng)站，課程課件、授課教案、電子教材、授課錄像、學(xué)習(xí)資料、實(shí)踐教學(xué)資料、參考資料等教學(xué)資源相繼上網(wǎng)，為學(xué)生在線學(xué)習(xí)提供了條件。根據(jù)學(xué)生網(wǎng)上學(xué)習(xí)反饋的信息，課程網(wǎng)站很好地發(fā)揮了輔教輔學(xué)功能，滿足了教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的需要。

2 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，注重理論與實(shí)際相結(jié)合的教學(xué)方法

采用理論教學(xué)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)過(guò)程、課堂教學(xué)結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程的教學(xué)方法，充分利用實(shí)踐教學(xué)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，達(dá)到重視理論聯(lián)系實(shí)際、加強(qiáng)工程實(shí)踐意識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的教學(xué)目標(biāo)。所以本課程在教學(xué)的設(shè)計(jì)上，采用多種實(shí)踐方法加強(qiáng)課程的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。

在專業(yè)實(shí)習(xí)的安排上，將專業(yè)實(shí)習(xí)安排在課堂教學(xué)之前，通過(guò)專業(yè)實(shí)習(xí)期間機(jī)械運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)參觀，加深學(xué)生對(duì)流體機(jī)械在化工生產(chǎn)中地位的認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)流體機(jī)械的學(xué)習(xí)熱情。通過(guò)校內(nèi)實(shí)習(xí)基地教學(xué)模型、實(shí)物流體機(jī)械設(shè)備講解化工生產(chǎn)中涉及的流體機(jī)械的結(jié)構(gòu)和工作原理，比較不同類型流體機(jī)械的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)各類流體機(jī)械結(jié)構(gòu)、工作原理和性能的認(rèn)識(shí)。同時(shí)通過(guò)實(shí)習(xí)過(guò)程中對(duì)典型流體機(jī)械的拆裝訓(xùn)練，學(xué)生可以加深對(duì)機(jī)器基本結(jié)構(gòu)的掌握，提高動(dòng)手能力，增強(qiáng)對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣。

在課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)上，通過(guò)開(kāi)設(shè)往復(fù)活塞式壓縮機(jī)性能實(shí)驗(yàn)、離心泵性能實(shí)驗(yàn)和離心泵汽蝕實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)往復(fù)活塞式壓縮機(jī)和離心泵的工作原理和操作控制有了更深的了解，同時(shí)加深了學(xué)生對(duì)泵和壓縮機(jī)性能曲線和工作點(diǎn)調(diào)節(jié)的認(rèn)識(shí)。在整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)對(duì)離心泵在不同轉(zhuǎn)速下性能的換算，加深了對(duì)基本理論相似原理（比例定律）的理解，同時(shí)體驗(yàn)了基本理論在實(shí)際工作中的應(yīng)用，很好地將基本理論與實(shí)際結(jié)合起來(lái)，強(qiáng)化了學(xué)生所學(xué)知識(shí)的工程應(yīng)用意識(shí)。

3 突破課本束縛，注重基本理論的擴(kuò)展與延伸

化工過(guò)程流體機(jī)械課程對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)之一是要使學(xué)生具備對(duì)化工過(guò)程流體機(jī)械調(diào)節(jié)和控制的基本能力，實(shí)際工程中工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)方法有多種，而相似定律是通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)流體機(jī)械（泵與壓縮機(jī)）性能調(diào)節(jié)工作點(diǎn)的基礎(chǔ)。例如，因?yàn)楹?jiǎn)單、方便，比例定律常用來(lái)確定性能調(diào)節(jié)所需轉(zhuǎn)速和估算變速調(diào)節(jié)的節(jié)能效果。然而，對(duì)于應(yīng)用比例定律計(jì)算變速調(diào)節(jié)節(jié)省的能量還有許多爭(zhēng)議[2-3]。實(shí)際上，現(xiàn)行化工過(guò)程流體機(jī)械教材上給出的比例定律表達(dá)式只是適合無(wú)靜揚(yáng)程管路系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，對(duì)于有靜揚(yáng)程管路系統(tǒng)則不能簡(jiǎn)單地套用比例定律來(lái)計(jì)算調(diào)節(jié)流量所需轉(zhuǎn)速和估算節(jié)能效果。教學(xué)過(guò)程中通過(guò)設(shè)計(jì)無(wú)靜揚(yáng)程管路系統(tǒng)和有靜揚(yáng)程管路系統(tǒng)流量變化后確定變速調(diào)節(jié)所需轉(zhuǎn)速的案例，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際計(jì)算體驗(yàn)在兩種不同特性管路中比例定律計(jì)算結(jié)果的差別，無(wú)靜揚(yáng)程系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)后泵提供的能頭正好等于管路所需能頭，而有靜揚(yáng)程系統(tǒng)泵按比例定律調(diào)速泵提供的能頭小于管路所需能頭，系統(tǒng)不能正常工作。

利用所學(xué)基本理論解決實(shí)際問(wèn)題遇到困難后，學(xué)生會(huì)帶著疑問(wèn)和好奇，這時(shí)和學(xué)生一起分析有靜揚(yáng)程系統(tǒng)比例定律不再適用的根本原因，指出問(wèn)題的所在，接著再講解有靜揚(yáng)程系統(tǒng)比例定律的數(shù)學(xué)修正[4]。這種基本理論的擴(kuò)展不但加深了學(xué)生對(duì)基本理論的理解，拓展了學(xué)生的知識(shí)面，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)精神，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性后，再鼓勵(lì)學(xué)生不要滿足于書(shū)本上的知識(shí)，要研究和掌握書(shū)本上沒(méi)有的知識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生閱讀和教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的科研和教學(xué)論文，培養(yǎng)學(xué)生搜集資料、閱讀文獻(xiàn)的能力，逐步養(yǎng)成研究問(wèn)題的良好習(xí)慣，學(xué)生就會(huì)樂(lè)于接受。

4 結(jié)論

通過(guò)改變教學(xué)模式、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)和注重基本理論的延伸，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，對(duì)提高化工過(guò)程流體機(jī)械的教學(xué)效率、強(qiáng)化學(xué)生專業(yè)知識(shí)工程應(yīng)用意識(shí)、增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)具有較好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]潘樹(shù)林，盧朝霞.“過(guò)程流體機(jī)械”課程的教改與實(shí)踐[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào)，2003（6）：81-83.

[2]姜校林.變速水泵節(jié)能機(jī)理研究及錯(cuò)誤糾編[J].自動(dòng)化博覽，2006（2）：62-64.

第7篇：流體力學(xué)和化工原理范文

為了便于對(duì)過(guò)程流體機(jī)械教學(xué)方法實(shí)施教學(xué)改革，滿足工程教育的要求，對(duì)過(guò)程流體機(jī)械課程的特點(diǎn)進(jìn)行分析。理論性強(qiáng)，需要良好的基礎(chǔ)知識(shí)要想較好地學(xué)習(xí)過(guò)程流體機(jī)械專業(yè)課程，學(xué)生不僅需具備扎實(shí)的力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)（如流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、理論力學(xué)以及材料力學(xué)知識(shí)），還需具備良好的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)（如機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等）。對(duì)于以“講授”為主的傳統(tǒng)的教學(xué)方法而言，學(xué)生要想在課堂上完全理解教師講授的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，緊跟教師的備課思路，就必須對(duì)這些現(xiàn)行課程有良好的認(rèn)識(shí)和理解。專業(yè)性強(qiáng)，內(nèi)容復(fù)雜、繁多過(guò)程流體機(jī)械專業(yè)課程涉及的內(nèi)容非常廣泛，包括機(jī)構(gòu)原理、熱力學(xué)計(jì)算、流體力學(xué)原理、動(dòng)力學(xué)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)行維護(hù)、故障診斷、總體方案設(shè)計(jì)與選型等。每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)似乎都涉及一門(mén)獨(dú)立的基礎(chǔ)課或者專業(yè)課程。如果學(xué)生沒(méi)有充分的準(zhǔn)備，聽(tīng)課時(shí)似乎很難對(duì)教師講授的知識(shí)做出敏捷的反應(yīng)，極大地影響課堂的互動(dòng)氣氛。知識(shí)點(diǎn)與工程實(shí)踐緊密聯(lián)系過(guò)程流體機(jī)械專業(yè)課程涉及的知識(shí)點(diǎn)與工程生產(chǎn)實(shí)踐緊密聯(lián)系，其理論水平遠(yuǎn)高于實(shí)際，可用于指導(dǎo)流體機(jī)械在企業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中的穩(wěn)定操作和運(yùn)行，以及機(jī)器的技術(shù)改造與新機(jī)型的開(kāi)發(fā)。課程講授過(guò)程中需要注重培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)與理論聯(lián)系實(shí)際的意識(shí)和能力。結(jié)合課程的學(xué)習(xí)，勢(shì)必要學(xué)生開(kāi)展一定的工程訓(xùn)練，以加強(qiáng)學(xué)生的工程觀念，讓學(xué)生做到實(shí)踐與理論相結(jié)合，以及理論與實(shí)踐相結(jié)合。

2過(guò)程流體機(jī)械課程教學(xué)存在的問(wèn)題

鑒于傳統(tǒng)教學(xué)的陋習(xí)和目前本科教學(xué)改革的深入，導(dǎo)致目前過(guò)程流體機(jī)械教學(xué)方法的弊病不斷暴露出來(lái)?；A(chǔ)知識(shí)欠缺不可否認(rèn)的是，隨著教學(xué)改革的推進(jìn)，一些非常重要的基礎(chǔ)課程（如工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)）由于學(xué)時(shí)短缺而被逐漸砍掉。有的課程（如流體力學(xué)）雖在開(kāi)設(shè)，但由于學(xué)時(shí)短或?yàn)檫x修課程，得不到足夠的重視，學(xué)習(xí)效果不理想，導(dǎo)致學(xué)習(xí)過(guò)程流體機(jī)械課程時(shí)，學(xué)生連最基本的概念（如內(nèi)能、焓、熵等）都不知道，當(dāng)涉及一些運(yùn)用基礎(chǔ)課程知識(shí)點(diǎn)來(lái)理解工程問(wèn)題時(shí)感到非常吃力。這就導(dǎo)致以講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)方法很難適應(yīng)目前的教學(xué)形勢(shì)，而且教學(xué)效果不佳，出現(xiàn)死記硬背、不善于理解應(yīng)用的學(xué)習(xí)局面。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱似乎是工程教學(xué)的通病[7]。實(shí)踐教學(xué)主要包括實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)工科專業(yè)學(xué)生的必備環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生工程意識(shí)與能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。對(duì)于工程性極強(qiáng)的過(guò)程流體機(jī)械課程而言，實(shí)踐環(huán)節(jié)尤為重要。然而目前普遍存在一些問(wèn)題。1）實(shí)習(xí)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)需要加強(qiáng)。就本專業(yè)的實(shí)習(xí)而言，目前主要集中于化工設(shè)備制造廠和化工產(chǎn)品生產(chǎn)車(chē)間的參觀和學(xué)習(xí)，基本上忽略了有關(guān)流體機(jī)械制造廠的參觀和學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)流體機(jī)械沒(méi)有感官認(rèn)識(shí)。而且實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)在不斷縮減，目前僅開(kāi)設(shè)往復(fù)壓縮機(jī)示功圖測(cè)試和高速轉(zhuǎn)子靜平衡兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。離心泵汽蝕實(shí)驗(yàn)被砍掉，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)離心泵主要性能得不到很好的理解。2）畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要加強(qiáng)。鑒于一系列原因（比如工程熱力學(xué)知識(shí)的欠缺、有關(guān)流體機(jī)械書(shū)籍和標(biāo)準(zhǔn)的缺乏），目前絕大多數(shù)畢業(yè)課題僅局限于化工設(shè)備設(shè)計(jì)，基本上很少布置有關(guān)流體機(jī)械課程方面的畢業(yè)課題。這嚴(yán)重限制了學(xué)生對(duì)流體機(jī)械課程的進(jìn)一步理解和工程應(yīng)用能力的鍛煉。課程評(píng)價(jià)存在問(wèn)題由于課程學(xué)時(shí)的縮減，目前過(guò)程流體機(jī)械課程評(píng)價(jià)基本上是“一錘定音”——期末考試，忽略了大作業(yè)的訓(xùn)練和熱點(diǎn)研究方向文獻(xiàn)的閱讀和總結(jié)。這種考核方式不能實(shí)事求是地反映學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握和理解，更談不上運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。因此，教師也很難及時(shí)對(duì)教學(xué)存在的問(wèn)題給予修正和彌補(bǔ)。

3過(guò)程流體機(jī)械課程教法改革思路

眾所周知，教學(xué)方法并不是一成不變的，它隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展不斷地發(fā)展和演變。工程教育也是如此。大約二戰(zhàn)時(shí)期，工程教育從工程實(shí)際技術(shù)教育過(guò)渡到工程科學(xué)教育，這就要求涉及工程教育的教學(xué)方法也必須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和改革。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是單向性的，類似“學(xué)徒式”的教育，即以教師的“教”為主，學(xué)生只是被動(dòng)地接受教學(xué)內(nèi)容。這種教育方式僅適用于以技術(shù)教育為主的工程教育，很難適應(yīng)以科學(xué)教育為主的工程教育方式。為此，發(fā)展了以學(xué)生為中心，積極主動(dòng)的、學(xué)習(xí)式的教學(xué)方法，即將學(xué)生視為教師的角色[8]。學(xué)生能夠從教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中隱性地獲取知識(shí)，而教師主要的任務(wù)是開(kāi)展有效的指導(dǎo)。教師和學(xué)生的角色界限模糊，二者有效地完成自身的任務(wù)，即教師良好的教學(xué)任務(wù)、學(xué)生有效的學(xué)習(xí)任務(wù)。過(guò)程流體機(jī)械課程教學(xué)方法的改革正是沿著該思路進(jìn)行的。針對(duì)過(guò)程流體機(jī)械課程教學(xué)存在的問(wèn)題，同時(shí)為了適應(yīng)現(xiàn)階段工程教育的目的，下面從課程的準(zhǔn)備、課程的講授和課程效果評(píng)價(jià)三個(gè)階段提出相應(yīng)的改革措施。課程準(zhǔn)備首先，為了有效地完成教學(xué)任務(wù)，教師必須全面深入地理解教學(xué)內(nèi)容。這必然要求教師大量查閱和學(xué)習(xí)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的資料（如與過(guò)程流體機(jī)械有關(guān)的國(guó)內(nèi)外專著和書(shū)籍），彌補(bǔ)所選教材的缺點(diǎn)。查閱資料時(shí)，教師必須注意角色的轉(zhuǎn)換，查閱資料是為了更有效、更準(zhǔn)確、更生動(dòng)地給學(xué)生講解，而不是為了個(gè)人學(xué)習(xí)。教師通過(guò)大量地閱讀文獻(xiàn)，將教學(xué)內(nèi)容給予重新組織和編排，以最合理的順序?qū)⒔虒W(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生，便于學(xué)生理解接受，而不是照本宣科。其次，教師備課時(shí)要充分了解學(xué)生前期課程的學(xué)習(xí)情況，從而合理安排教學(xué)內(nèi)容，彌補(bǔ)存在的問(wèn)題，避免影響學(xué)生對(duì)本課程知識(shí)點(diǎn)的理解；同時(shí)教師要了解學(xué)生個(gè)體在前期課程學(xué)習(xí)上存在的差異，這樣分組討論學(xué)習(xí)時(shí)便于優(yōu)良搭配，學(xué)生之間互相學(xué)習(xí)，克服個(gè)人因前期課程學(xué)習(xí)不足而對(duì)本課程知識(shí)點(diǎn)理解帶來(lái)的障礙。再次，鑒于當(dāng)前的教學(xué)方法，以引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和討論為主，教師的講解和訂正為輔。這就要求教師在備課時(shí)要制訂引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展自主學(xué)習(xí)的教學(xué)方案。對(duì)教師備課提出更高的要求，教師課前要告知學(xué)生：1）每節(jié)課要學(xué)的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)；2）理解知識(shí)點(diǎn)需具備的基礎(chǔ)知識(shí)；3）學(xué)生需要查閱的書(shū)籍和準(zhǔn)備的內(nèi)容；4）本節(jié)課內(nèi)容在課程中和工程實(shí)際中的重要程度?？梢哉f(shuō)，備課是否充分直接決定了教學(xué)是否成功，因此，備課必須要做到備內(nèi)容、備學(xué)生和備方法。課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí)是教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接決定了教學(xué)效果的好壞。課堂教學(xué)，不是以教師單向傳輸為主的教學(xué)，而是教師根據(jù)備課時(shí)制訂的教學(xué)方案，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地討論教學(xué)內(nèi)容，避免學(xué)生消極被動(dòng)地思考教師到底在講或者要講什么內(nèi)容。教師通過(guò)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容積極主動(dòng)地討論，發(fā)現(xiàn)和記錄教學(xué)存在的不足，便于課后進(jìn)一步的思考、改進(jìn)和反饋。教師上課時(shí)應(yīng)做到：1）上課時(shí)，教師首先要給出本節(jié)課主要的學(xué)習(xí)內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)；2）教師要給出每節(jié)課的“引子”，提出問(wèn)題，并組織學(xué)生討論，評(píng)價(jià)每組學(xué)生給出的討論結(jié)果；3）最后教師要給出總結(jié)，要評(píng)價(jià)本節(jié)課程內(nèi)容在工程實(shí)際應(yīng)用中的重要性；4）對(duì)于難以理解的、抽象的概念，教師要引導(dǎo)學(xué)生與日常生活聯(lián)系起來(lái)，使之形象化，便于學(xué)生理解。比如“余隙容積”這個(gè)概念，如果僅是書(shū)上給出的解釋“活塞行至終端止點(diǎn)時(shí)氣缸剩余的容積”，學(xué)生很難理解，很難想象這部分空間是怎么回事；但如果將其與蓋房子用到的“公攤面積”類比的話，就很容易理解：二者對(duì)于用戶來(lái)講都是有害的，但是必須具備的，只能盡力減小，卻不能避免。課程評(píng)價(jià)教學(xué)活動(dòng)的最終環(huán)節(jié)是評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。通過(guò)教學(xué)評(píng)價(jià)，教師一方面可以了解每個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解程度，發(fā)現(xiàn)和思考教學(xué)存在的問(wèn)題，便于及時(shí)反饋；另一方面能夠了解學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的情況。為了保證教學(xué)質(zhì)量，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況和對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用情況，課程的評(píng)價(jià)應(yīng)從多個(gè)角度出發(fā)，絕不能是僅以考試為基準(zhǔn)“一錘定音”。為此，教師應(yīng)從兩個(gè)方面對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。1）對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解的評(píng)價(jià)。通過(guò)課堂上觀察學(xué)生的一系列反應(yīng)，如面部表情、提出的問(wèn)題，及時(shí)了解學(xué)生存在的問(wèn)題，并給予及時(shí)的解釋和補(bǔ)充；另一方面通過(guò)作業(yè)、課程考試來(lái)綜合評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度和理解情況，便于教師在以后的教學(xué)中調(diào)整和彌補(bǔ)不足的地方和存在的問(wèn)題。特別是學(xué)生提出的問(wèn)題非常重要，一方面，可以測(cè)試教師對(duì)內(nèi)容的理解程度；另一方面，教師可以了解學(xué)生存在的困惑，明白師生間對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解存在的偏差和分歧。教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的問(wèn)題積極反思，對(duì)教學(xué)內(nèi)容給予重新編排和闡釋，以便改進(jìn)教師本身對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解。2）對(duì)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力的評(píng)價(jià)，可以通過(guò)實(shí)訓(xùn)、大作業(yè)、課程設(shè)計(jì)乃至畢業(yè)設(shè)計(jì)的形式進(jìn)行，并將存在的問(wèn)題匯總和分析，彌補(bǔ)教學(xué)存在的問(wèn)題。總之，教學(xué)評(píng)價(jià)是個(gè)連續(xù)的過(guò)程，合理的教學(xué)評(píng)價(jià)是為了保證教學(xué)質(zhì)量和促進(jìn)教學(xué)改革，而不僅僅是為了給學(xué)生一個(gè)“成績(jī)”。

4教學(xué)改革對(duì)工程教育的促進(jìn)

簡(jiǎn)單的講，通過(guò)上述教學(xué)方法的運(yùn)用和實(shí)施，學(xué)生獲得的技能基本能滿足工程教育的要求。具體體現(xiàn)在：1）通過(guò)對(duì)所學(xué)內(nèi)容的思考、提問(wèn)和討論，學(xué)生獲得了良好的交流技術(shù)；2）通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)備和講解，學(xué)生具備了一定的職業(yè)責(zé)任感；3）通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容和大作業(yè)的分組準(zhǔn)備和討論，教學(xué)在團(tuán)隊(duì)內(nèi)相互進(jìn)行，學(xué)生改進(jìn)和具備了一定的團(tuán)隊(duì)合作精神；4）通過(guò)“教”這一環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精選和重組，增加了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度，拓寬了學(xué)生的視野；5）通過(guò)一定的工程訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)待工程的態(tài)度和信心發(fā)生積極的變化，增加了對(duì)工程設(shè)計(jì)過(guò)程的理解；6）通過(guò)學(xué)生自己對(duì)知識(shí)的準(zhǔn)備和理解，學(xué)生掌握了學(xué)習(xí)方法，具備了終身學(xué)習(xí)的素養(yǎng)。

5結(jié)束語(yǔ)

第8篇：流體力學(xué)和化工原理范文

關(guān)鍵詞 工程力學(xué) 理論研究 發(fā)展現(xiàn)狀

中圖分類號(hào)：TB121 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1緒論

工程力學(xué)是20世紀(jì)50年代末出現(xiàn)的。首先提出這一名稱并對(duì)這個(gè)學(xué)科做了開(kāi)創(chuàng)性工作的是中國(guó)學(xué)者錢(qián)學(xué)森。

在20世紀(jì)50年代，出現(xiàn)了一些極端條件下的工程技術(shù)問(wèn)題，所涉及的溫度高達(dá)幾千度到幾百萬(wàn)度，壓力達(dá)幾萬(wàn)到幾百萬(wàn)大氣壓，應(yīng)變率達(dá)百萬(wàn)分之一～億分之一秒等。在這樣的條件下，介質(zhì)和材料的性質(zhì)很難用實(shí)驗(yàn)方法來(lái)直接測(cè)定。為了減少耗時(shí)費(fèi)錢(qián)的實(shí)驗(yàn)工作，需要用微觀分析的方法闡明介質(zhì)和材料的性質(zhì)；在一些力學(xué)問(wèn)題中，出現(xiàn)了特征尺度與微觀結(jié)構(gòu)的特征尺度可比擬的情況，因而必須從微觀結(jié)構(gòu)分析入手處理宏觀問(wèn)題；出現(xiàn)一些遠(yuǎn)離平衡態(tài)的力學(xué)問(wèn)題，必須從微觀分析出發(fā)，以求了解耗散過(guò)程的高階項(xiàng)；由于對(duì)新材料的需求以及大批新型材料的出現(xiàn)，要求尋找一種從微觀理論出發(fā)合成具有特殊性能材料的“配方”或預(yù)見(jiàn)新型材料力學(xué)性能的計(jì)算方法。在這樣的背景條件下，促使了工程力學(xué)的建立。工程力學(xué)之所以出現(xiàn)，一方面是迫切要求能有一種有效地手段，預(yù)知介質(zhì)和材料在極端條件下的性質(zhì)及其隨狀態(tài)參量變化的規(guī)律；另一方面是近代科學(xué)的發(fā)展，特別是原子分子物理和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的建立和發(fā)展，物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律已經(jīng)比較清楚，為從微觀狀態(tài)推算出宏觀特性提供了基礎(chǔ)和可能。

總的來(lái)說(shuō)，工程力學(xué)具有現(xiàn)代工程與理論相結(jié)合的特點(diǎn)，有很大的知識(shí)面和靈活性，對(duì)國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)具有重大意義。

2工程力學(xué)的發(fā)展

2.1工程力學(xué)的特點(diǎn)

工程力學(xué)雖然還處在萌芽階段，很不成熟，而且繼承有關(guān)老學(xué)科的地方較多，但作為力學(xué)的一個(gè)新分支，確有一些獨(dú)具的特點(diǎn)。工程力學(xué)著重于分析問(wèn)題的機(jī)理，并借助建立理論模型來(lái)解決具體問(wèn)題。只有在進(jìn)行機(jī)理分析而感到資料不夠時(shí)，才求助于新的實(shí)驗(yàn)。

工程力學(xué)注重從微觀到宏觀，以往的技術(shù)科學(xué)和絕大多數(shù)的基礎(chǔ)科學(xué)，都是或從宏觀到宏觀，或從宏觀到微觀，或從微觀到微觀，而工程力學(xué)則建立在近代物理和近代化學(xué)成就之上，運(yùn)用這些成就，建立起物質(zhì)宏觀性質(zhì)的微觀理論，這也是工程力學(xué)建立的主導(dǎo)思想和根本目的。

雖然工程力學(xué)引用了近代物理和近代化學(xué)的許多結(jié)果，但它并不完全是統(tǒng)計(jì)物理或者物理化學(xué)的一個(gè)分支，因?yàn)闊o(wú)論是近代物理還是近代化學(xué)，都不能完全解決工程技術(shù)里所提出的各種具體問(wèn)題。工程力學(xué)所面臨的問(wèn)題往往要比基礎(chǔ)學(xué)科里所提出的問(wèn)題復(fù)雜得多，它不能單靠簡(jiǎn)單的推演方法或者只借助于某一單一學(xué)科的成就，而必須盡可能結(jié)合實(shí)驗(yàn)和運(yùn)用多學(xué)科的成果。

2.2研究?jī)?nèi)容和方向

工程力學(xué)主要研究平衡現(xiàn)象，如氣體、液體、固體的狀態(tài)方程，各種熱力學(xué)平衡性質(zhì)和化學(xué)平衡的研究等。對(duì)于這類問(wèn)題，工程力學(xué)主要借助統(tǒng)計(jì)力學(xué)的方法。

工程力學(xué)的研究工作，目前主要集中三個(gè)方面：高溫氣體性質(zhì)，研究氣體在高溫下的熱力學(xué)平衡性質(zhì)（包括狀態(tài)方程）、輸運(yùn)性質(zhì)、輻射性質(zhì)以及與各種動(dòng)力學(xué)過(guò)程有關(guān)的弛豫現(xiàn)象；稠密流體性質(zhì)，主要研究高壓氣體和各種液體的熱力學(xué)平衡性質(zhì)（包括狀態(tài)方程）、輸運(yùn)性質(zhì)以及相變行為等；固體材料性質(zhì)，利用微觀理論研究材料的彈性、塑性、強(qiáng)度以及本構(gòu)關(guān)系等。

工程力學(xué)研究方向主要有：非線性力學(xué)與工程、工程穩(wěn)定性分析及控制技術(shù)、應(yīng)力與變形測(cè)量理論和破壞檢測(cè)技術(shù)、數(shù)值分析方法與工程應(yīng)用、工程材料物理力學(xué)性質(zhì)、工程動(dòng)力學(xué)與爆破。

3工程力學(xué)的應(yīng)用

3.1材料力學(xué)

材料力學(xué)在生活中的應(yīng)用十分廣泛。大到機(jī)械中的各種機(jī)器，建筑中的各個(gè)結(jié)構(gòu)，小到生活中的塑料食品包裝，很小的日用品。各種物件都要符合它的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性要求才能夠安全、正常工作，所以材料力學(xué)就顯得尤為重要。

生活中機(jī)械常用的連接件，如鉚釘、鍵、銷釘、螺栓等的變形屬于剪切變形，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)主要考慮其剪切應(yīng)力。汽車(chē)的傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)向軸、水輪機(jī)的主軸等發(fā)生的變形屬于扭轉(zhuǎn)變形?；疖?chē)軸、起重機(jī)大梁的變形均屬于彎曲變形。有些桿件在設(shè)計(jì)時(shí)必須同時(shí)考慮幾個(gè)方面的變形，如車(chē)床主軸工作時(shí)同時(shí)發(fā)生扭轉(zhuǎn)、彎曲及壓縮三種基本變形；鉆床立柱同時(shí)發(fā)生拉伸與彎曲兩種變形。

利用材料力學(xué)中卸載與在加載規(guī)律得出冷作硬化現(xiàn)象，工程中常利用其原理以提高材料的承載能力，例如建筑用的鋼筋與起重的鏈條，但冷作硬化使材料變硬、變脆，是加工發(fā)生困難，且易產(chǎn)生裂紋，這時(shí)應(yīng)采用退火處理，部分或全部地材料的冷作硬化效應(yīng)。

3.2固體力學(xué)

自然界中存在著大至天體，小至粒子的固態(tài)物體和各種固體力學(xué)問(wèn)題。人所共知的山崩地裂、滄海桑田都與固體力學(xué)有關(guān)。現(xiàn)代工程中，無(wú)論是飛行器、船舶、坦克，還是房屋、橋梁、水壩、原子反應(yīng)堆以及日用家具，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都應(yīng)用了固體力學(xué)的原理。

固體力學(xué)研究的內(nèi)容既有彈性問(wèn)題，又有塑性問(wèn)題；既有線性問(wèn)題，又有非線性問(wèn)題。在固體力學(xué)的早期研究中，一般多假設(shè)物體是均勻連續(xù)介質(zhì)，但近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的復(fù)合材料力學(xué)和斷裂力學(xué)擴(kuò)大了研究范圍，它們分別研究非均勻連續(xù)體和含有裂紋的非連續(xù)體。

第9篇：流體力學(xué)和化工原理范文

    長(zhǎng)期受師范類教學(xué)模式影響,對(duì)工科類課程不夠重視,化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)個(gè)數(shù)較少,實(shí)驗(yàn)基本上屬于演示性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),缺少綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn).開(kāi)設(shè)方式主要是教師按實(shí)驗(yàn)程序,對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、過(guò)程講解后,學(xué)生在教師帶領(lǐng)下對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行完成,通常是多個(gè)學(xué)生一組,大部分學(xué)生做實(shí)驗(yàn)就是看,記實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告.這樣導(dǎo)致學(xué)生不能主動(dòng)去探索和研究實(shí)驗(yàn),限制了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和創(chuàng)新思維的形成.化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定方式不能反應(yīng)出學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握情況.成績(jī)?cè)u(píng)定方式主要是實(shí)驗(yàn)報(bào)告加考勤,且實(shí)驗(yàn)成績(jī)最終按較小比例與化工基礎(chǔ)理論課程成績(jī)合在一起,錄入教務(wù)系統(tǒng),總成績(jī)不能反應(yīng)出學(xué)生對(duì)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的掌握情況.化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程沒(méi)有與現(xiàn)代教學(xué)手段結(jié)合,學(xué)生難以理解復(fù)雜儀器的工作原理和流程,導(dǎo)致整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程變的枯燥乏味.學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程也變成走過(guò)場(chǎng),應(yīng)付學(xué)習(xí)任務(wù).

    2化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

    2.1教學(xué)內(nèi)容改革

    2.1.1增加綜合型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)

    將一些化工單元操作和“三傳一反”相關(guān)內(nèi)容組合在一起開(kāi)展一些綜合性實(shí)驗(yàn),即訓(xùn)練了學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力,還可以克服教學(xué)學(xué)時(shí)和儀器設(shè)備不足等困難.比如“流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”包括了直管阻力、局部阻力的測(cè)定及離心泵特性曲線的測(cè)定等內(nèi)容,集成了流體流動(dòng)和流體輸送機(jī)械兩個(gè)單元操作的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,通過(guò)該實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)使學(xué)生熟悉組成管路的各種管件、閥門(mén)和學(xué)會(huì)壓差計(jì)、流量計(jì)等的使用方法,同時(shí)使學(xué)生認(rèn)識(shí)了離心泵的特性與結(jié)構(gòu)和學(xué)會(huì)了離心泵的操作,建立了化工設(shè)備的工程化概念;“串聯(lián)流動(dòng)反應(yīng)器停留時(shí)間分布的測(cè)定”包括電導(dǎo)率測(cè)定停留時(shí)間分布和微機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集處理等內(nèi)容.通過(guò)該實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)讓學(xué)生學(xué)會(huì)用電導(dǎo)率測(cè)定停留時(shí)間分布的方法和停留時(shí)間分布的統(tǒng)計(jì)特征值的計(jì)算以及了解微機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的方法.另外為培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)的能力,可適當(dāng)增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn).教師可以根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備條件,提出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?由學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的理論知識(shí),找出實(shí)驗(yàn)原理,查閱文獻(xiàn),自行制定實(shí)驗(yàn)方案和分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).在“填料塔吸收傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定”過(guò)程中,讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和儀器結(jié)構(gòu)自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)參數(shù),比如進(jìn)液量,空氣和吸收氣體進(jìn)氣量的體積比,以及測(cè)量氣體成分色譜儀的條件等,通過(guò)Origin等軟件處理數(shù)據(jù)和分析結(jié)果.通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和增強(qiáng)了學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題、處理問(wèn)題的能力.

    2.1.2增加化工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)

    在倡導(dǎo)綠色化工和可持續(xù)發(fā)展大背景下,新材料工業(yè)、綠色化學(xué)工業(yè)等前沿學(xué)科飛速發(fā)展.將一些反應(yīng)化學(xué)理論和化工技術(shù)共同發(fā)展的前沿學(xué)科引入到化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中,可以拓寬學(xué)生知識(shí)面.比如開(kāi)展“含鹽廢液的反滲透分離實(shí)驗(yàn)”、“微濾膜分離實(shí)驗(yàn)”等,讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)膜通量和截留率的計(jì)算方法,了解不同壓力下的膜通量和截留率的變化規(guī)律,掌握膜分離技術(shù)相關(guān)工藝過(guò)程.各學(xué)校根據(jù)實(shí)際條件,還可以開(kāi)展?jié)B透蒸發(fā)、超臨界干燥、超臨界流體萃取、離子交換與吸附等相關(guān)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn).增設(shè)化工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)可使學(xué)生更全面理解化工學(xué)科的理論和精髓,對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才具有重要意義.改革實(shí)施開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)放化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室,有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.比如讓學(xué)生自行研究離心泵的結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)方案,測(cè)定泵的揚(yáng)程(H)、軸功率(N)以及效率(η)與泵的流量(Q)之間的關(guān)系,從而掌握離心泵的特性曲線的測(cè)定方法;對(duì)于精餾塔實(shí)驗(yàn),學(xué)生依據(jù)物質(zhì)揮發(fā)度差異自己配制混合液,設(shè)置不同回流比測(cè)定精餾塔當(dāng)量高度,研究回流比對(duì)精餾塔分離效率的影響和掌握精餾過(guò)程的操作方法.通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生根據(jù)自己對(duì)化工知識(shí)的掌握情況,有針對(duì)性學(xué)習(xí)化工過(guò)程的操作和儀器的使用,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.

    2.2引入現(xiàn)代教學(xué)手段

    對(duì)于比較復(fù)雜的儀器設(shè)備,通過(guò)語(yǔ)言講解難以讓學(xué)生認(rèn)清它的結(jié)構(gòu)和工作原理,但多媒體教學(xué)能夠形象展示復(fù)雜儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理,讓學(xué)生更易接收.利用多媒體輔助教學(xué),不僅可以形象直觀地把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、儀器構(gòu)造講解給學(xué)生,還可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率.開(kāi)展化工仿真實(shí)驗(yàn)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)儀器一般體積較大,價(jià)格較貴,實(shí)驗(yàn)室一般購(gòu)買(mǎi)的種類和數(shù)量有限,基本上不能滿足讓每個(gè)學(xué)生親自操作儀器,獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn).化工仿真實(shí)驗(yàn)是在電腦上利用化工仿真軟件模擬化工過(guò)程進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),具有成本低,操作簡(jiǎn)單,節(jié)約教學(xué)時(shí)間,直觀逼真等特點(diǎn).學(xué)生只需要在流程圖上操作開(kāi)關(guān)、閥門(mén)、調(diào)節(jié)器就可以訓(xùn)練開(kāi)車(chē)、停車(chē)、參數(shù)調(diào)整等實(shí)驗(yàn)步驟.對(duì)于貴州地方師范院校儀器設(shè)備相對(duì)缺乏的情況,可以通過(guò)化工仿真實(shí)驗(yàn)替代部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備,部分綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)也可結(jié)合化工仿真軟件開(kāi)設(shè).通過(guò)讓每個(gè)學(xué)生利用仿真軟件獨(dú)立模擬實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生的操作能力和分析問(wèn)題的能力.

    2.3改善實(shí)驗(yàn)考核評(píng)分體系

    為克服以前化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)?cè)u(píng)定“實(shí)驗(yàn)報(bào)告加考勤”的弊端,新的實(shí)驗(yàn)課程考核評(píng)分細(xì)則包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告占10%,實(shí)驗(yàn)報(bào)告占50%(其中驗(yàn)證性和演示性實(shí)驗(yàn)占20%,綜合性實(shí)驗(yàn)占20%,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)占10%),實(shí)驗(yàn)考試占40%(筆試占20%,操作占20%).單個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)采用累計(jì)評(píng)分制,包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?0分,儀器的使用和試劑的配制20分,實(shí)驗(yàn)步驟20分,數(shù)據(jù)紀(jì)錄與處理30分,結(jié)果與討論20分.預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告在每次實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行評(píng)定.實(shí)驗(yàn)操作考試包括操作是否正確,遇到困難是否積極思考.通過(guò)以上各方面評(píng)定,給出學(xué)生的成績(jī)才能較公正客觀地反應(yīng)出學(xué)生對(duì)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的掌握情況.通過(guò)完善評(píng)分體系,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,活躍了課堂氣氛,提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能,同時(shí)每次實(shí)驗(yàn)從預(yù)習(xí)報(bào)告的書(shū)寫(xiě),到實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成,質(zhì)量上都有了很大提高.