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        流體力學和化工原理精選(五篇)

        發布時間:2023-12-29 10:35:36

        序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇流體力學和化工原理,期待它們能激發您的靈感。

        流體力學和化工原理

        篇1

        由于攪拌槽內的流場的流動具有復雜性,目前對攪拌槽等混合設備的設計和經驗成分也采用理論計算的方式,在化工領域中,化工工業規模的反應器存在不均勻性等特點,不均勻性隨規模擴大而加重,因此,對攪拌槽內部流場進行研究是非常有必要的。雖然許多化學家對化工領域中的攪拌機槽內的流場進行了分析研究,如Harvey等人采用二維模擬計算攪拌槽內流場的流體,但隨著技術的不斷改革與發展,計算流體力學的引進,改變了以二維模擬的計算方式,計算流體力學的方法不僅可以節約化工研究成本,采用實驗手段不能獲得的數據,計算流體力學方法也可以獲得。Sun等人利用計算流體力學中的湍流模型計算了攪拌槽內的氣液兩相流動,并且對其進行了三維模擬,通過實驗研究表明,計算流體力學的數值模擬能有效的計算攪拌器上部的氣體部分,但是,CFD數值模擬也存在一定的缺陷,不能有效模擬攪拌器底部區域。計算流體力學CFD與多普勒激光測速儀LDV有效結合,可以對攪拌裝置能更深入的研究,其主要原因是多普勒激光測速儀測量的數據可以準確驗證計算流體力學CFD計算的結果,同時多普勒激光測速儀測定特定點的速度也可以作為計算流體力學計算的參考條件。

        2.CFD在化學工程換熱器中的應用分析

        換熱器是化學工程中使用最多的設備,通過計算流體力學的計算方式,不僅可以精確、詳細的測量換熱設備內流場的流動,也可以預測換熱器的性能,經濟可靠的換熱器對化工工業具有重要作用。對于化工中的管殼式換熱設備,其內部的幾何形狀設備結構復雜,利用計算流體力學模擬管殼式換熱設備的殼側流場,進而充分了解管殼式換熱設備的殼側在瞬間變化中的溫度場、速度場,CFD的應用有利于分析研究換熱器的基本原理和結構構造。

        3.CFD在化學反應工程中的應用研究

        篇2

        關鍵詞:計算流體力學;求解;基本原理;化學工程;應用

        化學工程在我國具有較長的研究與應用歷程,并在實際的生產與生活中取得到巨大的應用成效,不僅能夠供給正常的生活需求,同時根據新材料的開發,能夠滿足現代型環保材料的使用。在化學工程中,較多的反映環境和反應機制都是在溶液中進行的,具有質量守恒和熱量守恒定律的應用。而這種質量與能量的關系正是計算流體力學的主要原理。通過對實際應用環境和原理的分析,能夠優化工程設計和工藝改進,提高化學工程的生產效率。

        1計算流體力學在化學工程中的基本原理

        計算流體力學簡稱CFD,是通過數值計算方法來求解化工中幾何形狀空間內的動量、熱量、質量方程等流動主控方程,從而發現化工領域中各種流體的流動現象和規律,其主要以化學方程式中的動量守恒定律、能量守恒定律及質量守恒方程為基礎。一般情況下,計算流體力學的數值計算方法主要包括數值差分法、數值有限元法及數值有限體積法,其也是一門多門學科交叉的科目,計算流體力學不僅要掌握流體力學的知識,也要掌握計算幾何學和數值分析等學科知識,其涉及面廣。針對計算流體力學的真實模擬,其主要目的是對流體流動進行預測,以獲得流體流動的信息,從而有效控制化工領域中的流體流動。隨著信息技術的發展,市場上也出現了計算流體力學軟件,其具有對流場進行分析、計算、預測的功能,計算流體力學軟件操作簡單,界面直觀形象,有利于化學工程師對流體進行準確的計算。

        2計算流體力學砸你化學工程中的實際應用

        2.1在攪拌中的應用分析

        在攪拌的化學反應中,反映介質之間的流動性比較復雜,依據傳統的計算形式根本無法解決,并在化學試劑在攪拌中存在不均勻擴散的特點,在湍流的形式中能量的分布狀況也存在著空間特點。若是依據實驗手段測得反映中物質、能量和質量的變化規律,其得出的結構往往存在較差時效性,實驗騙差加大。通過對二維計算流體力學的應用,能夠對攪拌中流體的形式進行模擬,并進行質量、能量等數據的驗證。但是流體的變化,不僅與化學試劑的濃度、減半速度有關,還與時間、容器的形狀等有著之間的聯系,需要建立三維空間模擬形式進行計算流行力學。隨著科學技術和研究水平的提高,在通過借助多普勒激光測速儀后,已經對三維計算形式有了較大的突破,這對于化工工程中原料的有效應用和工程成本的減低具有促進的作用,但是在三維計算流體力學中還存在一定的缺陷,需要在今后的研究中不斷的完善。

        2.2CFD在化學工程換熱器中的應用分析

        換熱器是化學工程中主要的應用設備,通過管式等換熱器、板式換熱器、冷卻塔和再沸器等的應用,能夠有效的控制化學試劑在反應中的溫度變化。其中根據換熱器的形式不同,計算流體力學的方式也就不同。在管式換熱器中主要是通過流體湍流速度的改變,增加換熱速率的。在板式換熱器中是通過加大流體的接觸面積,提高換熱效率的。而在冷卻塔和再沸器中,熱量交換的形式更為復雜,但是卻群在重復性換熱的特點,增加了換熱的時間,提高了換熱的效果。從總體上分析,計算流量力學中,需要對溫度變化、流體的速度變化、熱交換面積變化和時間變化進行分析。通過CFD計算流體力學的應用,能夠計算出不同設備的熱交換效果,并根據生產的實際需求進行換熱器的選擇使用。

        2.3在精餾塔中的應用

        CFD已成為研究精餾塔內氣液兩相流動和傳質的重要工具,通過CFD模擬可獲得塔內氣液兩相微觀的流動狀況。在板式塔板上的氣液傳質方面,Vi-tankar等應用低雷諾數的k-ε模型對鼓泡塔反應器的持液量和速度分布進行了模擬,在塔氣相負荷、塔徑、塔高和氣液系統的參數大范圍變化的情況下,模擬結果和現實的數據能夠較好的吻合。Vivek等以歐拉-歐拉方法為基礎,充分考慮了塔壁對塔內流體的影響,用CFD商用軟件FLUENT模擬計算了矩形鼓泡塔內氣液相的分散性能,以及氣泡數量、大小和氣相速度之間的關系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一種用塔內典型微型單元(REU)的流體力學性質來預測整塔的流體力學性質的方法,對每一個單元用FLUENT進行了模擬計算,發現塔內的主要能量損失來自于填料內的流體噴濺和流體與塔壁之間的碰撞,且用此方法預測了整塔的壓降。Larachi等發現流體在REU的能量損失(包括流體在填料層與層之間碰撞、與填料壁的碰撞引起的能量損失等)以及流體返混現象是影響填料效率的主要因素,而它們都和填料的幾何性質相關,因此用CFD模擬計算了單相流在幾種形狀不同的填料中流動產生的壓降,為改進填料提供了理論依據。CFD模擬精餾塔內流體流動也存在一些不足,如CFD模擬規整填料塔內流體流動的結果與實驗值還有一定的偏差。這是由于對于許多問題所應用的數學模型還不夠精確,還需要加強流體力學的理論分析和實驗研究。

        2.4CFD在化學反應工程中的應用研究

        在化學反應工程中,反應物和生成物的化學反應速率與反應器、溫度和壓力等有著較大的聯系,在實際的反應中可以利用計算流體力學進行數據的獲取。但是這數據的獲取具有一定的溫度限制,當反應中溫度過大,就會造成分子的劇烈運動,其運動軌跡的變化規律就會異常,在利用計算流體力學的模型計算中,計算數據與實際情況會發生較大的偏差。由于高溫中分子的運動軌跡和運動速度難以獲取,在計算流體力學的實際計算中,就要借助FLUENT進行三維建型,并利用測速反應器進行速度的測量,通過綜合的比較分析,利用限元法進行數據的計算。可以得出不同環境下的反應器的流線、反應器內部的濃度梯度及溫度梯度。通過CFD軟件預測反應器的速度、溫度及壓力場,可以更進一步理解化學反應工程中的聚合過程,詳細、準確的數據可以優化化學反應中的操作參數。

        3結束語

        計算流體力學對于化學工程的應用具有實際意義,并在經濟效益的提高上具有重要的價值,在近幾年,化學工程技術人員不斷的計算流體力學中展開研究,以二維空間計算和模擬為基礎,不斷的完善三維空間的流量計算,并得出了一系列的流體流動規律。根據計算流體力學在化學工程中的廣泛應用,在今后的化學工程發展中,應加強此類學科的教學與延伸,提供出更有效的反應設備和工藝操作。

        參考文獻

        [1]余金偉,馮曉鋒.計算流體力學發展綜述[J].現代制造技術與裝備,2013(06).

        篇3

        關鍵詞 工程流體力學 成人教育 教育對象 互動教學

        中圖分類號:TB126-4 文獻標識碼:A

        流體力學的研究對象包括液體和氣體兩大物質形態,流體力學的基本任務是建立描述流體運動的基本方程,確定流體經各種通道及繞流不同物體時速度、壓強的分布規律,探求能量轉換及各種損失的計算方法。在實際工程的許多領域里,流體力學一直起著十分重要的作用。就某種意義而言,也正是在流體力學的研究工作不斷取得成就的前提下,才促進了這些工程領域的大力發展。工程流體力學是在闡述流體力學的基本理論基礎上,重點闡述和研究流體力學在工程上的應用,工程流體力學廣泛應用于動力、水利、機械、化工、石油、土建、冶金、航空、航海、氣象、環境等眾多領域,是這些領域相關專業的主干技術基礎課程。

        1教材與教學內容選取

        “工程流體力學”教材種類繁多,但是目前為止還沒有一本針對能源類本科成人教育《工程流體力學》教材,筆者通過對多種教材的研讀,以及往年成教上課的經驗,根據各教材所涵蓋的基本理論,及描述流體特性表達式推導過程的深度和難度、教材內容的廣度,最終選用楊建國等人編著的《工程流體力學》(北京大學出版社,2010年1月第1版)作為成教熱能專業的臨時教材。

        “工程流體力學”的內容繁雜、學科綜合性強,流體力學內容很抽象,偏微分方程幾乎貫穿全部課程。流體力學歐拉方法的思路與物理及其它力學不同,學生理解、掌握起來有困難。鑒于成人教育對象數學基礎和力學基礎相對薄弱的特點,在授課中應盡量避免大量的數學公式的推導和微元的受力分析,把第七章相似原理與量綱分析作為自學內容,在講解動量定理、動能定理和質量守恒定理時,把輸運定理作為主要的公式推導工具,著重強調基本概念和基本原理的學習和掌握。

        2授課目標及教學方法

        2.1 明確教育目標的職業性和教育內容的實用性

        成人教育是以提高社會從業人員的履職能力和適應職業變化能力為目標的教育,其教育內容與職業需求聯系緊密,以補充、改善成人的職業知識和技能為目的,實用性較強。

        對于成人教育一定要明確教育目標的特點,做到有的放矢,才能起到事半功倍的效果。成人教育對象(以下稱為“成人”學生)的特點可以歸結為以下幾點:

        (1)“成人”學生職業性強;

        (2)“成人”學生都有固定的工作崗位,有著豐富的實踐經驗,在某些方面的認識和能力要強于授課老師;

        (3)“成人”學生專業基礎課,例如數學和物理等的基礎知識比較薄弱,很難理解深度較高、難以理解的原理和公式推導;

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

        總之,授課內容的實用性是教學的關鍵問題之一,授課內容實用“成人”學生才愛聽,效果才好。

        3教學手段和教學方法

        3.1加強理論知識的講授

        成人教育的對象多數為參加工作多年和未受過正規高等教育的成年人,即“成人”學生,他們又有著豐富的實踐經驗。從筆者實際函授授課的經驗來看, “成人”學生專業基礎課尤以高等數學的基礎最為薄弱,然而流體力學的主要工具就是數學。

        3.2采用導學+啟發式方法授課

        實行“導學式”教學模式。即,貫徹“學生為主體、教師為主導”的教學理念,在教學中實行啟發式教學,充分發揮現代教育技術在提高教學效率和教學質量方面的重要作用。所謂互動式教學,是在教學中教與學雙方交流、溝通、協商、探討,在彼此傾聽、彼此接納、彼此坦誠的基礎上,通過理性說服甚至辯論,不同觀點碰撞交融,激發教學雙方的主動性,拓展創造性思維,以達到提高教學效果的一種教學方式。這種講課的方式,不是老師一個人講,而是啟發學生思考。

        “工程流體力學”基礎理論講解比較枯燥,為了提高教學效果,經常在課堂上提出問題和例題,鼓勵學生積極回答,激發學生的主觀能動性,從而加深理解。在教學中要把握“成人”學生的獨特特點:那就是有自己固定的工作崗位,有著豐富的工作經驗,對設備的結構和運行了如指掌,對設備處于非常規運行時有自己的處理方法,但是為什么這么處理他們并不清楚。

        4結語

        針對熱能與動力工程專業“成人”學生的特點,對“工程流體力學”的教學進行了探討,使課程更適合“成人”學生的特點,擴大了他們的知識面,增強了其主動思考的能力。在今后的教學過程中要進一步探索新的教學方法和手段,不斷提高自身的綜合素質和專業理論知識,立足學校特色優勢,繼續努力進行“工程流體力學”課程的建設和探索,以期積累更多的經驗和取得更大的成績。

        參考文獻

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

        [2]楊建國,張兆營等.工程流體力學[M].北京:北京大學出版社,2010.

        [3]孫恒朱,鴻梅,舒丹.“啟發―聯想式”教學方法在流體力學教學中的應用[J]. 中國電力教育.2010,(5).

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

        篇4

        關鍵詞:過程裝備與控制工程;力學課程;內容優化;教學方法

        作者簡介:孫銅生(1981-),男,安徽天長人,安徽工程大學機械與汽車工程學院,副教授。(安徽 蕪湖 241000)

        基金項目:本文系安徽工程大學教學研究項目“過程裝備與控制工程專業力學基礎課程教學研究與探索”(項目編號:2011xjy32)的研究成果。

        中圖分類號:G642.0     文獻標識碼:A     文章編號:1007-0079(2014)14-0110-02

        我國的過程裝備與控制工程專業始建于20世紀50年代,前身為化工設備與機械專業,由于其應用于加工制造流程性材料產品即過程工業中,且隨著自動控制技術在化工機械中得到越來越廣泛的應用,1998年經過教育部批準更名為過程裝備與控制工程。該專業目標是培養從事過程裝備與控制工程領域的工程設計、安裝、檢修與科研的應用型高級專門人才,專業基礎課及專業主干課主要有:理論力學、材料力學、機械設計、機械原理、電工技術、電子技術、工程流體力學、工程熱力學、化工原理、流體機械、化工設備設計、化工容器設計、過程裝備控制技術、過程裝備制造與檢測、控制工程基礎等,可見力學類課程在專業學習中起著重要的作用。

        一、力學課程在過程裝備與控制工程專業中的地位

        過程裝備根據制造方法不同可分為兩類:一類以焊接為主要的制造手段,如塔器、換熱器、鍋爐等,稱為過程設備;另一類以機械加工為主要的制造手段,如壓縮機、離心機、泵等,稱為過程機器。[1]過程設備一般都承受高溫、高壓,承壓部件的設計與制造是過程設備的關鍵問題,故過程設備又是壓力容器,壓力容器又分為低壓容器(0.1MPa≤p<1.6MPa)、中壓容器(1.6MPa≤p<10MPa)、高壓容器(10MPa≤p<100MPa)、超高壓容器(p≥100MPa)。為了過程裝備能夠正常工作,需要其具有一定強度、剛度及穩定性,如果裝備的結構設計不合理或選材不當,就不能保證裝備的正常及安全運行,同時還要滿足經濟性要求,這就對理論力學及材料力學提出了更高的要求。過程裝備中既有以流體能量為原動力的動力機械如蒸汽輪機、內燃機等,又有以流體作為工作介質的工作機械比如泵、各種塔器、換熱器、壓縮機等,這些過程裝備都是以流體靜力學、運動學及動力學為基礎的,故工程流體力學對過程裝備的設計尤為重要。過程裝備的主要目的是為了獲得產品,從原材料到產品要經歷一系列物理的或化學的反應,這些反應伴隨著能量的轉換,特別是熱能與機械能的轉換,而工程熱力學的研究內容就是能量的轉換規律、提高能量轉化效率的途徑及能源利用的經濟性,故工程熱力學是過程裝備與控制工程專業的一門基礎性課程。可見,力學類課程可為學生學習專業知識和從事本專業的科研、生產工作奠定必備的理論基礎。

        二、力學課程教學問題及內容優化

        1.課程存在的問題

        通過對開設過程裝備與控制工程專業的部分院校走訪及對各力學教材的分析,發現目前專業力學課程存在的主要問題有:

        (1)基礎課程和專業課程的銜接不好。比如在工程流體力學里講述了流體動力學方程式及管中流動等,而在流體機械中這些基礎知識重復出現;工程熱力學中的壓氣機熱力過程及制冷循環在流體機械中也有重復;理論力學中的摩擦在機械設計中也有相關內容,材料力學中的平板彎曲分析理論與過程設備設計中有關內容重復等;工程流體力學中的流體靜力學基本方程式、流體在管中流體的連續方程式和能量方程式、流體粘性和牛頓定律、層流及湍流、流體流動的沿程阻力及局部阻力等內容均在化工原理中出現。

        (2)力學課程之間也存在內容交叉。比如工程流體力學和工程熱力學中都有關于氣體和蒸汽的流動、定熵和絕熱氣流的基本方程式的章節,工程流體力學中的流體狀態參數和工程熱力學的工質狀態參數內容重復;理論力學中的動量矩定理在工程流體力學中重復出現。

        綜上可見,目前力學基礎課停留于教學計劃中的自身建設,課程規劃缺乏有機協調,課程結構需要進一步優化,避免重復建設和教學資源的浪費。

        2.課程內容優化

        由于理論力學是學習材料力學的基礎,可將將理論力學和材料力學合并為工程力學,工程流體力學及工程熱力學單獨開設,將專業課中所需要的理論知識全部歸并到力學課程中進行講解,力學課程中的交叉內容按照先上課程先安排的規則進行調整,優化后的主要教學內容有:

        (1)工程力學。[2]平面匯交力系;平面力偶系;平面一般力系;空間力系;點的運動及合成運動;鋼體的基本運動和平面運動;質點的運動微分方程;剛體轉動的微分方程;質點及質點系的動能定理;剛體的慣性力系;動量定理與動量矩定理;虛位移法;軸向拉伸與壓縮;剪切的計算;圓軸的扭轉;梁的彎曲內力、彎曲應力及彎曲變形的計算;第一、二、三、四強度理論;組合變形及強度計算;壓桿穩定性計算。

        (2)工程流體力學。[3]流體的基本參數及粘性;流體平衡的微分方程式;重力場中的流體平衡及流體的相對平衡;流體靜壓強的計算與測量;流體運動的連續方程式;流體運動的微分方程式;伯努利方程式;層流及湍流;管路的沿程阻力及局部阻力計算;薄壁孔出口流;厚壁孔出口流;平面縫隙流體;環形縫隙流動。

        (3)工程熱力學。[4]熱力系統與熱力學狀態;功和熱的概念;熱力學第一定律;開口和閉口系統能量方程式;氣體和蒸汽的比熱容、熱力學能、焓和熵;氣體和蒸汽的基本熱力過程;熱力學第二定律;卡諾循環與卡諾定理;孤立系統熵增原理;壓氣機的熱力過程;制冷循環;氣體動力循環;蒸汽動力裝置循環;實際氣體性質及熱力學表達式。

        三、力學課程教學方法探索

        1.理解記憶教學法

        教學中發現學生學習過程中存在以下兩個問題:

        (1)部分同學覺得力學課程太難,書上隨便哪一頁都可以看到公式,一本書學下來接觸的公式基本上都在幾百個,便放棄了課程學習。

        (2)部分同學認為既然力學就是公式的組合,那么平時上課不需要聽講,考試前把公式背一遍就可以了。其實這兩種態度都是不可取的,力學課的公式雖多,但大多數公式都是基于一些基本的定理推導來的,只要理解這些定理的實質就能靈活應用,大多數的公式都可以通過簡單的推理得來,所以在教學中要特別注意基本定理的講解。比如工程熱力學課程內容基本是建立在熱力學第一定律和第二定律的基礎上,在進行熱力學第一定律講解時,首先應從能量守恒原理講起,能量不生不滅,熱力系統存儲能量的增量等于進入系統能量與離開系統能量的差值,而熱力系統又分為開口系統和閉口系統,因此第一定律表達式有兩種形式,難點在于開口系統表達式的推導,只要逐次分析進入系統的能量的組成、離開系統的能量組成及系統儲存能量組成并用表達式表示,那么開口系統能量表達式就不難理解了。再如,工程力學中講解如何提高梁抗彎能力的措施時,結合梁彎曲時的正應力強度條件。因此,不難理解如下措施:第一,選用合理的截面:由正應力強度條件可知,梁的抗彎能力還取決于抗彎截面系數。而材料的重量又取決于梁的截面積,因此可把抗彎截面系數除梁截面積作為一個衡量指標,以達到既提高強度,又節省材料的目的。第二,采用變截面梁:從正應力強度條件可以看出,橫力彎曲時,梁的彎矩是隨截面位置而變化的,位置不同彎矩的大小不同,在某個截面處彎矩最大,若設計成等截面的梁,只有最大彎矩所在截面處正應力達到許用應力值,材料強度得不到充分發揮。為了減少材料消耗、減輕重量,可把梁制成截面隨截面位置變化的變截面梁。第三,適當布置載荷和支座位置:從正應力強度條件可以看出,在抗彎截面模量不變的情況下,最大彎矩越小,梁的承載能力越高,應合理地安排梁的支承及加載方式以降低最大彎矩值。

        2.工程實踐教學法

        力學課程主要任務在于:通過對課程的學習,可提高學生力學基礎理論水平,培養學生分析和處理問題的抽象能力和邏輯思維能力,為學生從事過程裝備本專業的設計工作奠定必備的理論基礎,同時可訓練學生在實際工程中的理論聯系實際的能力。因此在力學課程講解過程中,要注重將力學知識和工程實例結合起來進行講解。[5,6]一方面可以加深同學們對課程的認識,訓練并提高從事設備設計工作的實踐能力;另一方面可激發同學們的學習興趣,從枯燥的公式推理中解脫出來,提高學習效率。例如,在進行逆向卡諾循環講解時,逆向卡諾循環又分為制冷循環和熱泵循環,通過理解記憶教學法推出制冷系數和供暖系數分別為:

        (1)

        (2)

        這里,q1為工質向高溫熱源的放熱量,q2為工質從低溫熱源的吸熱量,T1為高溫熱源溫度,T2為低溫熱源溫度。這四個參數在理解時往往會混淆,為什么會從低溫熱源吸熱向高溫熱源放熱?為什么在同一個循環下會有制冷和供暖兩種效應?為什么制冷系數用從低溫熱源的吸熱量除循環凈功而供暖系數卻用向高溫熱源的放熱量除循環凈功呢?這里就可以引入空調的實例,夏天時把模式調到制冷上,空調就會吹出涼風,冬天時把模式調到供暖時,空調就會吹出暖風。夏天,室外比室內溫度高,室外就是高溫熱源,室內是低溫熱源,制冷的原因就在于把室內(低溫熱源)的熱量排向室外(高溫熱源),這就實現了從低溫熱源吸熱向高溫熱源放熱,同時室內制冷效果就在于從室內吸收的熱量的多少,因此制冷系數把q2作為分子。冬天,室內比室外的溫度高,室外就是低溫熱源,室內是高溫熱源,供暖的原因在于把室外(低溫熱源)的熱量排向了室內(低溫熱源),同樣實現了從低溫熱源吸熱向高溫熱源放熱,室內供暖的效果在于從室外吸收的熱量的多少,所以供暖系數把q1作為分子。

        3.知識串聯教學法

        過程裝備的設計過程中往往需要把所學力學課程的知識進行綜合,在一門力學授課課程中不能與其他力學課程獨立,要注意將力學課程知識進行銜接,使同學們對力學課程形成一個整體思維,以便在今后能靈活應用并有機結合力學基本原理來解決工程實際問題。

        例如,在工程流體力學中講解流體靜壓強的方向性時,可將其與工程力學中的空間匯交力系知識進行串聯,先分別把作用在微元四面體上的力向三個坐標方向進行投影,寫出表面力方程為:

        (3)

        而微元體上的質量力為:

        (4)

        再根據空間匯交力系的平衡方程,表面力和質量力的合力在三個坐標方向的投影都為零,從而可得出在三個坐標方向的壓強相等,也即流體靜壓強無方向性的結論。

        四、結束語

        力學課程在過程裝備與控制工程專業建設中要引起足夠重視,教學內容優化可避免重復教學,使學生在有限的課堂中能學習更多的專業知識,在教學過程中要不斷探索教學方法,提高教學效果,營造良好的教學氣氛,全面提高學生的綜合素質。

        參考文獻:

        [1]鄒廣華,劉強.過程裝備制造與檢測[M].北京:化學工業出版社,

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        [2]北京科技大學,東北大學.工程力學[M].北京:高等教育出版社,2010.

        [3]張也影.流體力學[M].北京:高等教育出版社,2005.

        [4]沈維道,童鈞耕.工程熱力學[M].北京:高等教育出版社,2010.

        篇5

        一、流體力學課堂的教學方法

        流體力學是工程技術專業的基礎課程,其課程性質決定了其課堂教學的內容理論性知識多、記憶量大,比較枯燥。學生在進行學習的過程中,容易產生乏味感和懈怠感,導致流體力學的課堂效果不佳,學生對知識點的掌握情況不好等問題。在課堂上學生無法做到全神貫注地學習和理解,也就使學生無法做到對知識點的有效掌握,就會使學生的學習興趣下降。特別是流體力學與其他學科和行業都有一定的聯系,學生在學習過程中如果不能理解所學的知識點,對其在其他相關學科中的學習也有一定的阻礙。由于流體力學是一門基礎性學科,學生在進行學習時,其基本的任務是要將流體力學的理論知識與重點深入地理解和掌握,但學生往往忽視了基礎知識以及理論知識的重要性,過分地關注在例如方程推導等內容上,使學生的學習出現斷層,無法做到整體的理解和掌握。針對這些問題,教師可以在課堂中進行一定的改革和變化。首先,教師可以在每日上課前對本次課程所要講解的內容進行引導。通過精彩的引言,將本次課程所講的內容與前后知識點相結合,使學生能夠得到具有極大吸引力以及趣味性的課堂形式。在進行講解過程中可以將流體力學知識與生活中的自然現象以及科學原理進行闡釋,從生活中帶入,使學生產生共鳴,進而做到有效的學習。而在課堂結束后,為了保證學生的學習效果,檢查學生的記憶效果,則可以為學生進行別致的課后作業,在課后作業的幫助下,使學生能夠有效地記憶知識點和概念,使學生能夠改善知識點掌握不良的情況,為學生在其他學科的學習中增添助力。而教師在教學過程中,對學生的引導也十分重要。學生在學習過程中,容易出現學習內容理解偏頗、學習方法不當以及學習的重點掌握不明等問題,這時教師應對學生進行積極有效的引導,特別是在概念的記憶方面,引導學生以記憶概念為主的學習方法,防止學生過分追求解題而導致的知識點記憶斷層。教師在每章節的教學后,應對學生進行一定的復習教學與指導,幫助學生明確每一章節的重要內容,并對學生的知識理解做到有效的掌握和補充。

        二、多媒體教學與傳統教學相結合

        多媒體教學作為當前較為先進的教學方式,對豐富教學內容,增添教學形式都有重要的地位和作用。多媒體教學目前也成為流體力學教學過程中重要的教學形式之一。多媒體教學與傳統教學不同的地方在于,教師不需要在課堂上利用板書進行教學內容的展示和講解,在教學過程中,能夠加快教師的教學進度,使學生能夠輕松地完成繁重的教學任務,并通過多媒體教學形式,在較為復雜且理解性較強的知識點的學習過程中,能夠通過動畫、圖像、視頻以及聲音等內容進行輔講解,使學生更好地理解所要掌握的內容。但多媒體教學也存在著一定的缺陷,例如在多媒體教學的模式下,教師不需要通過板書進行講解和推導,學生理解和記憶的時間短,無法保證所有學生都能夠做到對所講知識有效地理解和掌握,而多媒體教學在師生互動方面也存在一定的缺陷,學生與教師的互動減少,教師則無法通過學生的反饋調整教學的進度和速度,使學生在高壓高速的課堂氛圍下進行學習,長時間就會造成學生注意力不集中,教學效果大打折扣。可見,多媒體教學與傳統教學,在教學過程中缺一不可。可以通過對二者的結合,將多媒體教學與傳統教學的優勢與劣勢互補,以做到最有效最積極的課堂教學形式和效果。

        三、結語

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