食品工程原理教学设计

课程名称：食品工程原理

教学设计 1.3 管中流动 本节学习内容的导入 1.3.1 管中稳定流动连续性方程（参赛内容） 一、教学目的 （1）掌握管中稳定流动连续性方程 （2）掌握不可压缩流体稳定流动连续性方程 二、教学思路 （1）根据质量守恒定律推导出连续性方程 备注 1、上节课知识点回顾 2、简单介绍本章节学习的总体要求、主要内容 按图讲解，并结合上节课所学的质量守恒定律、流（2）根据不可压缩流体密度不变的性质，推导出不可压量计算公式讲解 缩流体稳定流动连续性方程 （3）根据不可压缩流体稳定流动连续性方程推导出不可压缩流体平均流速的性质 1.3.2 雷诺实验与雷诺数（参赛内容） 一、教学目的 （1）掌握雷诺数的概念及其计算 （2）掌握如何利用雷诺数判断流态 二、教学思路 结合雷诺实验图及雷诺★ 记忆：稳定流动连续性方程 （1）介绍雷诺实验的装置及其实验现象，并根据现象得实验flash演示图讲解 出管内液体层流、紊流、过渡流的形态 （2）影响管内液体不同流动形态的因素，引出雷诺数的概念 ★ 记忆：1、雷诺数计算公式 2、流型判断标准 （3）介绍雷诺数的计算公式 （4）根据流型判断标准，利用雷诺数的计算值判断管内液体的流动形态。 （5）雷诺数计算相关例题计算应用 1.3.3 水力直径（参赛内容） 一、教学目的 了解异形管道水力直径的概念和计算 二、教学思路 （1）异形管道水力直径的定义 （2）利用水力直径代替雷诺数公式里的物理量——直径 （3）举例进行水力直径的计算 1.3.4 圆管中的层流 一、教学目的 （1）掌握圆管层流的平均速度、最大速度的计算；等径圆管沿程水头损失公式，层流沿程阻力系数的计算 （2）了解圆管层流哈根-泊肃叶定律，圆管层流切应力和总摩擦力的计算 （3）熟悉黏性底层、水力光滑管与水力粗糙管的相关概念 二、教学思路 1.3.4.1速度分布与流量 按图讲解，举例套管环隙管道和矩形管道的计算 （1）等径圆管稳定流动受力分析，分别为两端面的压力 和流动摩擦力 （2）推导圆管层流速度计算公式，并得出其速度分布规律 按图讲解并上节课所学的牛顿内摩擦定律推导速度计算公式 （3）推导圆管层流流量计算公式——哈根-泊肃叶定律 1.3.4.2 平均速度和最大速度 根据哈根-泊肃叶定律推导等径圆管层流时的平均★ 记忆：平均速度和最速度和最大速度计算公式。 1.3.4.3 切应力分布 大速度计算公式 （1）推导等径圆管切应力计算公式，根据公式可得出切 应力呈K字形分布 （2）根据切应力计算公式得出管壁处切应力和总摩擦力 计算公式 （3）根据受力分析得到平衡状态管流两端面上的压力差 与作用在管壁上的总摩擦力相等 1.3.4.4沿程损失 （1）由流量和平均速度得层流管路压强损失公式 按图讲解 （2）等径层流管路的水头损失就是管路两端压强之差，根据上节课所学的稳定由此推导等径圆管沿程水头损失公式 （3）达西公式（层流、紊流均适用） （4）与水头损失公式比较，得层流的沿程阻力系数 1.3.5 黏性底层、水力光滑管与水力粗糙管 （1）介绍黏性底层的概念及产生的原因 （2）绝对粗糙度的概念及产生的原因 （3）水力光滑管与水力粗糙管的概念及相关性质 <课堂小结> 1、稳定流动连续性方程 2、雷诺数的计算和管内液体流态的判断标准 3、圆管层流平均速度和最大速度的计算 4、达西公式和层流沿程阻力系数

流动能量平衡方程推导水头损失公式 ★ 记忆：1、达西公式 2、层流沿程阻力系数计算公式 按图讲解 强调水力光滑和水力粗糙是相对多变的。 重点公式小结