1.4 流体动力学基础（教案）-高二《液压与气压传动》同步精品课堂

《液压与气压传动》教案 课 题 1.4 流体动力学基础 授课时间 第 周 星期 （ 月 日） 第 节 课时 1学时 授课类型 理论课(√)实验课( )实训课( )习题课( )讨论课( )现场教学( )其它： 教学资源 挂图( ) 模型( ) 实物( ) 多媒体(√) 音像( ) 报纸( ) 其它： 教学方法 讲授法(√ )讨论法(√ )启发式(√ )案例教学法( )现场教学法( ) 角色扮演法( ) 项目教学法( ) 情境教学法( ) 其它： 重点、难点： 重点：动力学三大方程 难点：动力学三大方程 一、教学设计： 授课思路简述： （一）课前准备： 1． 教师准备：准备上课需要的多媒体课件 2．学生准备：准备学习本课程所需的教材、学习手册等。 （二）课程导入： 复习上节课知识点，用做题的方式提问。 （3） 知识点讲解： 然后对预习作业进行提问，通过双抽汇报伯努利方程，提问前面学过的粘度类型，通过学生的回答，将粘度与雷诺数进行联系以实现新知识的平稳过渡和衔接。讲解层流、紊流、雷诺数、迹线、流线等知识点。 （4） 学生自学部分： 区别什么是层流、紊流，区别什么是迹线、流线。 （5） 学生总结和教师评价： 知识点教授完毕，由学生复述本节课都学了哪些内容，说出自己哪些内容掌握的比较好，哪些内容掌握的还不够，教师针对学生反映的情况有针对性的加以强化。 （六）布置作业 教学过程 步骤1：复习提问、导入（10分钟） 提问上节课知识点：帕斯卡原理，静力学方程，然后导入新课。 一垂直安装的密封容器内充满液压油液，密度p =900kg/m3。有效作用面积A =10 ×10-4m2的活塞上放一重物，重物重力G=3kN（活塞及活塞杆自重忽略不计)。试用静压力基本方程式计算容器内A、B、C三点处的静压力并进行比较。 步骤2：动力学基础知识（15分钟） 一、液体的流态与雷诺数 （一）层流：液体中质点沿管道作直线运动 而没有横向运动，既液体作分层流动，各层 间的流体互不混杂。如图所示。 （二）紊流 紊流: 液体中质点除沿管道轴线运动外，还有 横向运动，呈现紊乱混杂状态。 （三）雷诺数 Re=v.d/ 迹线：流体质点在一段时间内运动轨迹 流线：某一瞬时，在流动液体流场内作的一条空间曲线，该曲线上流体质点所具有的速度方向与曲线在该点的切线方向一致，大家注意，这两个概念容易混淆，大家把握住一点，迹线是一个质点，流线是多个质点，迹线是一个质点一段时间的运动轨迹，流线是某一瞬间多个质点构成的一条线，流线上是每个点都有一个流体质点，因此每条流线上都有无数个流体质点。在稳定流中，流速不随着时间变化，流线形状不变，流线与迹线完全重合。 二、流体力学三大方程 （1）连续性方程 连续性方程，什么是连续性方程呢？实际上是质量守恒定律在流体力学中的应用，单位时间内液体流过断面1的质量一定等于流过断面2的质量，我们这个管道是非等径管道，这样我们讨论的问题更具有一般性，断面1和2是我们前面讲的过流断面，而且是任意选取的，根据质量守恒，就可以得出这个式子，两边同时除以密度，就能得出连续性方程。 如图所示，液体在管道中作恒定流动。任取1，2两个通流截面，两截面处面积分别为A1和A2，平均流速分别为v1 和 v2，液体密度分别为 ρ1 和 ρ2。根据质量守恒定律，在单位时间内流过两个截面的液体质量相等，即 （2）伯努利方程液流的连续性原理 由于液压传动系统是利用有压力的流动液体来传递能量的，故伯努利方程也称为能量方程，它是能量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。伯努利方程，体现的是能量守恒在流体力学中的应用。 ① 理想液体的伯努利方程 根据能量守恒定律，无论液流的能量如何转换，在任何位置上总的能量都是相等的。在液压传动中，流动的液体除具有压力能之外，还具有动能和位能。 ②实际液体的伯努利方程 实际液体不仅具有黏性，而且是可压缩的，其在管道内流动时会产生内摩擦力，消耗能量。同时管道局部形状和尺寸的突然变化也会扰动液流，消耗能量。因此，实际液体流动时有能量损失存在。 （3）动量方程 动量方程是动量定理在流体力学中的具体应用。流动液体的动量方程是流体力学的基本方程之一，是研究液体运动时作用在液体上的外力与其动量的变化之间的关系。 动量定理指出，作用在物体上的外力等于物体在单位时间内的动量变化量，即 步骤3：学生就情境展开讨论（10分钟） 根据知识点的讲解，学生对流体力学三大方程的原理有了深刻的理解，在此基础上为学生设置问题，并且区别什么是绝对压力、相对压力、真空度和表压力。采取小组讨论总结的方式，每组派出代表陈述，可以形象的举出例子的小组可以额外进行加分，其他小组进行评价。 步骤4：教师总结布置作业，进行