1.5 液体的孔口和缝隙流动（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 1.5 液体的孔口和缝隙流动 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，通过汇报薄壁小孔、短孔、细长孔的流动情况，推导出相应的流量公式，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，然后导入新课。 步骤2：讲授知识点（25分钟） 一、孔口液流特性 在液压系统的管路中，装有截面突然收缩的装置，称为节流装置（节流阀）。突然收缩处的流动叫节流，一般均采用各种形式的孔口来实现节流--节流口。 液体流经孔口时的分析： l/d≤0.5时为薄壁小孔；l/dɰ时为细长小孔；0.5< l/d ≤4时为短孔。 l为小孔的通流长度；d为小孔的孔径。 1）液体在薄壁小孔中的流动 液体质点突然加速，惯性力作用 收缩截面2-2，然后再扩散 造成能量损失，并使油液发热 收缩截面面积A2－2和孔口截面积A的比值称为收缩系数Cc，即 Cc = A2－2 /A 。 收缩系数决定于雷诺数、孔口及其边缘形状、孔口离管道侧壁的距离等因素。 完全收缩 式中Cd＝CvCc为小孔流量系数。 Cd和Cc一般由实验确定 完全收缩时，液流在小孔处呈紊流状态，雷诺数较大，薄壁小孔的收缩系数Cc取0.61～0.63，速度系数Cv取0.97～0.98，这时Cd ＝0.61～0.62； 不完全收缩时， Cd ≈0.7～0.8。 2）流经细长小孔的流量计算     液体流经细长孔时，一般都是层流状态，可直接应用前面已导出的直管流量公式来计算，当孔口的截面积为A =πd2/4时，可写成 比较上面两式可发现，通过孔口的流量与孔口的面积、孔口前后压力差以及孔口形式决定的特性系数有关。      统一即 q＝KA△pm   式中A为流量截面面积，m2；△p为孔口前后的压力差，N/m2；m为由孔口形状决定的指数，0.5≤m≤1，当孔口为薄壁小孔时，m＝0.5，当孔口为细长孔时，m＝1；K为孔口的形状系数，当孔口为薄壁小孔时， ；当孔口为细长孔时，K＝d2/32μl。                             二、缝隙液流特性 （一）平行平板的间隙流动:如下四种情况 　　　　固定平行平板间隙流动（压差流动） 　 　　　　平行平板有相对运动时的间隙流动 　 　　　　两平行平板有相对运动，但无压差（纯剪切流动） 　　　　两平行平板既有相对运动，两端又存在压差时的流动 1、平行平板的间隙流动                 微小单元体dxdy的受力平衡方程为       对上式两次积分得                       C1、C2为积分常数。      将τ=μdu/dy代入上式得                             1）固定平行平板间隙流动（压差流动）      压差流动：上下两平板固定不动，液体在间隙两端压差作用下而在间隙中流动。    由边界条件：y = 0时，u = 0； y = h 时，u = 0。及dp/dx = －△p/l， 可得                   2）两平行平板有相对运动时的间隙流动   （1）纯剪切流动:两平板有相对运动速度v，但无压差。 由边界条件：y=0时，u=0；y=h 时，u=v。及dp/dx=－△p/l，可得                          3）两平板即有相对运动，两端又有压差的流动。以上两种的线形叠加：