論流體力學(xué)在選礦中的應(yīng)用（通用6篇）
浮選機的工作原理是利用氣泡產(chǎn)生的浮力和礦物質(zhì)本身的重力實現(xiàn)礦粒分離，以下是小編搜集整理的一篇探究流體力學(xué)在選礦應(yīng)用的論文，供大家閱讀參考。
論流體力學(xué)在選礦中的應(yīng)用 篇1
摘要
所謂的流體力學(xué)，是一門專門研究像液體、氣體等流體運動形態(tài)以及其運動規(guī)律和應(yīng)用的學(xué)科。流體在力的作用下，其本身的物理性質(zhì)會發(fā)生一定的變化，比如流體的固體壁面，流體和固體之間的相互作用，流體的壓強、溫度，還有流體的密度等等變量，都會發(fā)生變化。在選礦的過程中，有許多地方都會用到流體力學(xué)的知識，比如一些設(shè)備的設(shè)計，就是按照流體力學(xué)的原理來設(shè)計的，所以流體力學(xué)在選礦中起著極其重要的作用。本文就流體力學(xué)的特點做了詳細(xì)的闡述，以及對流體力學(xué)在選礦中所存在的問題進行了深入的探討。
前言
流體力學(xué)的發(fā)展起源于阿基米德，他是一位古希臘人，建立了液體平衡理論，在這個基礎(chǔ)上，流體力學(xué)的運用才得以發(fā)展。而如今流體力學(xué)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，在空氣動力學(xué)、電磁計算流體學(xué)、氣液相流體學(xué)等方面都有十分重大的突破。
冶金和煤礦的生產(chǎn)都需要進行選礦，在工業(yè)生產(chǎn)上，選礦起著非常重要的作用。所謂選礦，就是通過化學(xué)或者是物理等方法把有用的礦物和無用的礦物分開，最終獲取能夠被生產(chǎn)中得以利用的礦物的過程。選擇有用物料的方式分為兩種情況。
一種是針對單體解離狀態(tài)的，可以采用不同的選礦方法，把我們所需要的有用的礦物篩選出來;另一種是針對不能達(dá)到單體解離狀態(tài)的，這就需要將物料用機械破碎和磨碎的方法來取得當(dāng)中的有用礦物�；乜凑麄�世界的選礦發(fā)展史，不難看出，流體力學(xué)在整個選礦發(fā)展過程中起到了不可替代的作用。眾所周知，在工業(yè)生產(chǎn)上選礦的方法有很多，比如利用重力來進行篩除選礦，還有利用浮力來選礦等等。隨著科技的發(fā)展，應(yīng)用流體力學(xué)的原理來進行選礦，已經(jīng)越來越普及，現(xiàn)在許多大型選礦機器都有流體力學(xué)的應(yīng)用。也就是說，要進行高質(zhì)量、高效率的選礦，流體力學(xué)的運用是必不可少的環(huán)節(jié)。
1.選礦中所用的設(shè)備
1.1旋流器
所謂的旋流器，在液體的分級分離中經(jīng)常用到它。它的工作原理是利用離心的方法，使得不同質(zhì)量不同密度的物質(zhì)分離沉降。旋流器整體是一個圓錐形，采出來的礦漿通過管道進入旋流器內(nèi)部，進入的礦漿在旋流器強大的離心力作用下，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。礦漿中含有不同質(zhì)量和大小的礦物質(zhì)顆粒，在旋流器離心力的作用下，大的礦物質(zhì)顆粒和密度高的顆粒就被拋向旋流器內(nèi)壁，在重力的作用下，這些顆�？恐鴥�(nèi)壁逐漸的下沉，最后在旋流器的底部流出。而那些比較細(xì)小的顆粒和液體則經(jīng)過溢流管口流出來。所以，礦漿經(jīng)過旋流器，就把大的礦物顆粒和細(xì)小的礦物顆粒分離開來，離心力的篩選是很有效的，相比于重力場，它具有快速、高效、穩(wěn)定分離的特點。目前的選礦旋流器主要有兩種，一是用水作為介質(zhì)的水力旋流器，第二種就是專門配制的重介質(zhì)液體，密度比水更高，以此作為介質(zhì)的重介質(zhì)旋流器。這兩種旋流器的作用各不相同，第一種是專門用于脫泥以及脫浮選藥劑的水力旋流器，第二種是專門用于最后分選冶煉。旋流器的原理簡單，但是液體在其內(nèi)部的流動卻是十分復(fù)雜的，這要涉及到流體力學(xué)中的湍流運動。所謂的湍流運動就是將流體的流動看作是一個三維空間內(nèi)的運動，在這個三維空間內(nèi)，任何一點的速度都可以分解成橫向速度、縱向速度和切向速度。就是這樣的運動特征和旋流器內(nèi)復(fù)雜的邊界，使得內(nèi)部的流體力學(xué)并沒有一定的規(guī)律可循，自然就沒有具體的方法來研究，只能通過實際的測量來估算和分析。通過實際測量，旋流器內(nèi)的運動實際是一個組合運動，它是通過自由渦和強制渦組合在一起共同形成的。在旋流器工作的時候，由于切向速度最大，導(dǎo)致了旋流器內(nèi)壁的壓力小于其中問的壓力而形成一個負(fù)壓區(qū)，空氣從底部進入，旋流器中間區(qū)域就成了真空的空氣柱。那些比較重的礦物質(zhì)直接由旋流器內(nèi)壁被分離了下來，從底部排出，那些輕的礦物質(zhì)就由上面的口排出。
1.2浮選機
浮選礦物質(zhì)實際就是利用浮力，將礦物質(zhì)浮到水面來進行篩選。這就要求礦漿中必須要充滿大量的氣泡，必要時，還要在礦漿中添加一種捕收劑，這種藥劑會作用在礦物質(zhì)顆粒表面，使得礦粒的疏水性增加，利于捕收。有些礦粒是疏水性，而有些是親水性的，疏水性的礦粒和產(chǎn)生的氣泡相結(jié)合，由于浮力原因而浮出水面，那些清水性的礦粒則不會與氣泡結(jié)合而下沉。產(chǎn)生氣泡的方法有很多，一般采用機械攪拌和電解水來產(chǎn)生氣泡。
1.3浮選柱
浮選柱也是一種專門用來選擇礦物質(zhì)的設(shè)備。浮選柱早在上世紀(jì)六十年代就開始應(yīng)用，只不過由于氣泡發(fā)生器設(shè)計的并不好，始終無法很好的產(chǎn)生氣泡，就使得浮選柱并沒有廣泛的運用。浮選柱的氣泡產(chǎn)生器位于柱體下端，礦物由上部倒入。其原理和上面介紹的浮選機差不多，也是通過重力和浮力的相互作用來實現(xiàn)礦粒的分離。所以氣泡發(fā)生器才是浮選柱工作的關(guān)鍵所在，如果氣泡發(fā)生器無法正常工作產(chǎn)生氣泡，浮選柱也就無法分離礦物質(zhì)。
2.流體力學(xué)在選礦設(shè)備中的應(yīng)用
浮選機的工作原理是利用氣泡產(chǎn)生的浮力和礦物質(zhì)本身的重力實現(xiàn)礦粒分離，分離的過程中就需要大量的氣泡，氣泡發(fā)生器正是大量產(chǎn)生氣泡的設(shè)備。通常我們都把氣泡發(fā)生器分為兩類，即外部發(fā)生器和內(nèi)部發(fā)生器這兩類。
外部氣泡發(fā)生器也有兩種，通常用的是氣水噴射型。它是把壓縮空氣和水一起混合，通過噴頭直接噴入浮選機內(nèi)，再通過分流孔將水流分開，從而產(chǎn)生氣泡。
顧名思義，內(nèi)部氣泡發(fā)生器是將有孔介質(zhì)固定在浮選機內(nèi)部，然后沖入空氣，通過介質(zhì)的孔向外噴出氣泡。內(nèi)部氣泡發(fā)生器常常出現(xiàn)問題，原因在于有孔介質(zhì)放在浮選機內(nèi)部，很容易被礦粒堵塞和結(jié)垢，使浮選機無法正常工作，現(xiàn)在已經(jīng)很少采用這種方法了。
上述兩種氣泡發(fā)生器都是以往一直被使用的。但畢竟它的結(jié)構(gòu)太過復(fù)雜容易出現(xiàn)問題，而且能量消耗也不小。目前被廣泛采用的是另一種更加先進的設(shè)備――微泡發(fā)生器。這種氣泡發(fā)生器利用了流體力學(xué)的原理，首先流體在其內(nèi)部分散開來，在后半段又重新成為連續(xù)相。微泡發(fā)生器動力消耗小，產(chǎn)生氣泡效率高，礦化充分，而且使用壽命長，大大節(jié)省了維護費用。
目前較為先進的浮選機是德國制造的切向噴射浮選機，其也是利用流體力學(xué)的原理進行選料。它有兩個槽室，一個收集精礦，一個用作分離室。礦漿沿著切線方向射入容器，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，和氣泡結(jié)合的礦物質(zhì)浮力大，向上運動。沒有結(jié)合水的礦粒則向下沉降，最后通過底部排出。
3.分析
流體力學(xué)在選礦中起著極其重要的作用。隨著采礦業(yè)的發(fā)展，流體力學(xué)也被廣泛應(yīng)用在選礦設(shè)備中，對礦的開采、選礦的發(fā)展起著至關(guān)重要的推動作用。像浮選機中的氣泡發(fā)生器、旋流器這些設(shè)備，都是流體力學(xué)應(yīng)用的典型。但是選礦中的流體力學(xué)應(yīng)用還是比較局限的，仍然存在著諸多問題，像旋流器中的湍流運動，就是一個十分復(fù)雜的三維立體運動，其內(nèi)部的運動規(guī)律還沒有辦法完全弄清楚。如果可以結(jié)合實驗，將湍流運動的數(shù)據(jù)通過計算，用數(shù)值模擬來解決旋流器內(nèi)部礦漿流動問題，就能大大推動湍流運動在選礦上的應(yīng)用。
論流體力學(xué)在選礦中的應(yīng)用 篇2
摘要：
工程流體力學(xué)在工程中廣泛應(yīng)用，本文對工程流體力學(xué)的背景，發(fā)展，內(nèi)容，應(yīng)用，分支和前景做了簡單介紹。
關(guān)鍵詞：
工程流體力學(xué) 發(fā)展史 內(nèi)容應(yīng)用 發(fā)展前景
一、背景
在人類歷史上，面對河道決堤，洪期到來，人類束手無策的案例數(shù)不勝數(shù)，還有河田的干旱，河運交通的堵塞給人類帶來的不便也是不計其數(shù)。但是隨著人類文明的發(fā)展，人類開始對河水治理，橋梁建造，農(nóng)業(yè)灌溉，河水航運等有了較多的需求，人類同時也就對水流運動的規(guī)律有了較多的需求和經(jīng)驗。但是要合理自如的控制和運用流體，人類就需要一個比較系統(tǒng)的學(xué)科理論去指導(dǎo)，于是工程流體力學(xué)的誕生已經(jīng)迫在眉睫。
二、發(fā)展史
中國史上的大禹治水，李冰父子建立的都江堰，就是對水認(rèn)識的萌芽，古羅馬人也在早期就建立起了比較完善的供水管道系統(tǒng)。但是對流體力學(xué)一個比較科學(xué)的認(rèn)識還是要在公元前250年左右古希臘偉大的科學(xué)家阿基米德寫的《論浮體》后，這本書對流體運動做了一個比較科學(xué)的總結(jié)，可以算得上是流體力學(xué)的鼻祖了。很遺憾的是在接下來的很長一段時間內(nèi)，因為種種原因，流體力學(xué)并沒有得到進一步發(fā)展。直到16世紀(jì)以后，西方資本主義國家的生產(chǎn)力的迅速發(fā)展和資本主義制度的不斷完善，以及政府對科學(xué)事業(yè)的政策和資金的鼓勵，這才給各科學(xué)以及流體力學(xué)發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境。
17世紀(jì)，人類偉大的科學(xué)家牛頓對流體有了初步比較深入的研究，他通過不斷試驗提出了牛頓內(nèi)摩擦定律，黏性運動的流體符合牛頓摩擦定律。接著拉格朗日和歐拉提出了描述流體運動的二種方法拉格朗日法和歐拉法，拉格朗日法著眼于流體個支點的運動情況，研究各質(zhì)點的運動歷程，最后綜合來獲得總體情況，歐拉法責(zé)只著眼于流體經(jīng)過流場中各空間點時的運動情況。然后有普朗特的混合長度理論，法國皮托發(fā)明了測流速的皮托管，達(dá)朗貝爾利用這些得出了流體中運動的物體阻力于速度有平方關(guān)系。歐拉總結(jié)出了歐拉運動微分方程(z+p/ρg+uxu/2g=C)，伯努利又對管道流體做了多次試驗得出了經(jīng)典的伯努力方程（p+ρgz+(1/2)xρv^2=C式中p、ρ、v分別為流體的壓強、密度和速度；z 為鉛垂高度；g為重力加速度。），它是能量守恒和轉(zhuǎn)換定律在工程流體力學(xué)中的具體體現(xiàn)。19世紀(jì)以后，隨著生產(chǎn)力的進一步發(fā)展，尤其是航空方面的運用，導(dǎo)致古典流體力學(xué)和實驗流體力學(xué)的日益結(jié)合，逐漸形成了理論與實踐并重的現(xiàn)代流體力學(xué)。隨后流體力學(xué)進入新的階段。
三、研究內(nèi)容及應(yīng)用
工程流體力學(xué)是一門研究工程中氣體和液體運動規(guī)律的一門學(xué)科，他是基礎(chǔ)力學(xué)的一個分支，它主要是以牛頓運動定律和質(zhì)量守恒定律為基礎(chǔ)的。流體力學(xué)有三個基本及假設(shè)：質(zhì)量守恒，動量守恒，連續(xù)體假設(shè)。
流體力學(xué)廣泛應(yīng)用在航天，石油和天然氣開采，地下水的開發(fā)利用，武器的爆炸，沙漠遷移等等，但是工程流體力學(xué)基本是指在工程中的應(yīng)用，包括城市的生活和工業(yè)用水，水廠修建水塔，這些就需要計算好各水井的布置位置，水管直徑，長度，動力，途徑等等。另外在橋梁上，就需要對河水各個數(shù)據(jù)的掌握，以便對橋梁涵洞，配筋的設(shè)計。還有就是在高層建筑中，我們也要運用到空氣動力學(xué)研究風(fēng)荷載對建筑物的影響。在通風(fēng)內(nèi)燃機等的設(shè)計中，還要計算好空氣流動規(guī)律，以便控制空氣流量，燃?xì)廨斔�，降塵降溫等留力學(xué)問題。我國的三峽大壩，葛洲壩等各大水利樞紐工程就是流體力學(xué)的宏偉體現(xiàn)。還有我國近年來航天工程中對流體力學(xué)的運用也是淋漓盡致。
四、研究方法
工程流體力學(xué)研究方法同一般科學(xué)研究方法大同小異，主要還是歸結(jié)在現(xiàn)場觀測，實驗總結(jié)，建立理論，數(shù)值計算等。由于流體力學(xué)理論的不健全性，實驗總結(jié)和現(xiàn)場觀測尤為重要，流體力學(xué)應(yīng)建立比較完善的觀測站，另外還需要建立足夠?qū)嶒炇胰ゲ粩鄬嶒�，不斷模擬實踐得出總結(jié)性結(jié)論。
五、流體力學(xué)分支
近幾十年來，流體力學(xué)科學(xué)隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)建設(shè)的飛速發(fā)展和近代科學(xué)技術(shù)的不斷進步，研究的范圍越來越廣，新的科學(xué)分支不斷涌現(xiàn)出來，比如計算流體力學(xué)，隨機流體力學(xué)，環(huán)境流體力學(xué)，能源流體力學(xué)，工業(yè)流體力學(xué)等等。
六、發(fā)展前景
從人類開始接觸認(rèn)識流體力學(xué)到現(xiàn)在的2千多年，特別是20世紀(jì)以來工程流體力學(xué)得到了廣泛的應(yīng)用和飛速的發(fā)展。人類已經(jīng)可以用現(xiàn)有的理論體系去解決生活中的絕大多數(shù)問題。但是人類對流體力學(xué)并沒有完全了解，比如一些復(fù)雜的流體運動人類還是無法用系統(tǒng)科學(xué)的理論去解釋，只能憑靠經(jīng)驗去解決許多問題，所以流體力學(xué)有很大的發(fā)展前景流體力學(xué)還需要我們?nèi)ネ晟扑睦碚摶A(chǔ)以及提出新的理論。
參考文獻：
[1]禹華謙.工程流體力學(xué).西南交大出版社.
[2]朱自強.應(yīng)用計算流體力學(xué).北京:北京航空航天大學(xué)出版社.1998.8.
[3]李亞東.土木工程專業(yè)英語.西南交通大學(xué)出版社.
論流體力學(xué)在選礦中的應(yīng)用 篇3
論文摘要：根據(jù)環(huán)境工程專業(yè)特點，分析了該專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課“工程流體力學(xué)”和主干專業(yè)課“水污染控制工程”在教學(xué)中存在的問題，文章從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、師資配置、考核方式四個方面提出了“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”教學(xué)改革思路。
論文關(guān)鍵詞：環(huán)境工程專業(yè)；工程流體力學(xué)；水污染控制工程；教學(xué)改革
“工程流體力學(xué)”是研究流體（液體、氣體）處于平衡狀態(tài)和流動狀態(tài)時的力學(xué)規(guī)律、流體與固體之間的相互作用及其在工程技術(shù)中應(yīng)用的一門科學(xué)，是力學(xué)的一個獨立分支，有其自身的理論體系，其基礎(chǔ)理論主要由三部分組成：流體靜力學(xué)、流體運動學(xué)和流體動力學(xué)。“水污染控制工程”是關(guān)于控制水體污染途徑以及各種廢水處理方法（包括物理處理方法、化學(xué)處理方法、生物處理方法等）的基本理論、工作原理及設(shè)計計算的一門科學(xué)�！肮こ塘黧w力學(xué)”是環(huán)境工程專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課，“水污染控制工程”是環(huán)境工程專業(yè)的核心專業(yè)課，這兩門課程在環(huán)境工程專業(yè)本科教學(xué)中有著舉足輕重的作用，同時兩者之間也存在著重要的相互理論關(guān)系。
“工程流體力學(xué)”是水利、環(huán)境、能源、土木、機械、動力等學(xué)科的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，該課程的教學(xué)內(nèi)容紛繁豐富，其特點是理論性和綜合性比較強，概念抽象，難于理解�！八廴究刂乒こ獭闭n程內(nèi)容與“工程流體力學(xué)”內(nèi)容結(jié)合相對比較緊密，如城市排水溝道系統(tǒng)、各種污水處理構(gòu)筑物等的設(shè)計計算，以及在構(gòu)筑物中的生化反應(yīng)、化學(xué)絮凝反應(yīng)中水力條件的控制等均是工程流體力學(xué)理論知識在水污染控制工程中的實際應(yīng)用。目前，在環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)方面，“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”課程正面臨著比較尷尬的局面：一方面課程內(nèi)容趨于復(fù)雜和廣泛；另一方面在課時量逐漸壓縮的情況下，“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”教學(xué)內(nèi)容沒有起到應(yīng)有的相互銜接，教學(xué)內(nèi)容彼此脫離。由此形成環(huán)境工程專業(yè)“工程流體力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)課銜接不夠，在教學(xué)過程中學(xué)生感到內(nèi)容枯燥，概念抽象；而在“水污染控制工程”教學(xué)過程中，學(xué)生感到工程流體力學(xué)基礎(chǔ)理論知識不扎實，不能夠熟練應(yīng)用工程流體力學(xué)基礎(chǔ)理論解決水污染控制工程方面的實際問題。
針對目前環(huán)境工程專業(yè)課程設(shè)置及教學(xué)內(nèi)容的狀況，本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、師資配置、考核方式四個方面提出“工程流體力學(xué)”與“水污染控制工程”教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。
一、改革教學(xué)內(nèi)容
對“工程流體力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容進行改革，結(jié)合環(huán)境工程專業(yè)特點，重構(gòu)環(huán)境工程專業(yè)的“工程流體力學(xué)”課程，對該課程中的主要內(nèi)容進行優(yōu)化設(shè)計，緊密結(jié)合后續(xù)專業(yè)課“水污染控制工程”的內(nèi)容進行改編，為“水污染控制工程”的講授奠定基礎(chǔ)理論知識。“工程流體力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容主要包括理論教學(xué)和實踐性教學(xué)兩部分，其中在理論教學(xué)內(nèi)容部分，如“工程流體力學(xué)”中涉及到的流體粘滯性、流體內(nèi)摩擦定律等內(nèi)容，結(jié)合水污染控制工程的斜板斜管沉淀池中水的流態(tài)所需要的雷諾數(shù)內(nèi)容為實例進行教學(xué)內(nèi)容改革；“流體靜力學(xué)”中絕對壓強、相對壓強、真空度等概念、理論在水污染控制工程中虹吸濾池、脈沖澄清池以及沉淀池、污泥濃縮池重力式排泥所需要的靜水頭壓力等實際工程中的應(yīng)用為實例進行教學(xué)內(nèi)容改革；流體運動學(xué)中基本理論對“水污染控制工程”中的數(shù)學(xué)模式的建立為實例進行教學(xué)內(nèi)容改革；“流體動力學(xué)”中壓力損失理論在水污染控制工程中的水力計算，水射器理論在水污染控制工程中的計量作用、加藥作用、射流曝氣作用為實例進行教學(xué)內(nèi)容改革等。其次，“工程流體力學(xué)”實踐性教學(xué)內(nèi)容部分，改革傳統(tǒng)的實驗教學(xué)內(nèi)容，除驗證性實驗之外，增加工程應(yīng)用性實驗，如文丘里流量計、三角堰流量計、巴氏計量槽、畢托管測速儀、虹吸管、孔口與管嘴的工程應(yīng)用等內(nèi)容，既加強了動手操作能力，也培養(yǎng)了學(xué)生將基礎(chǔ)理論知識轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的綜合分析與應(yīng)用能力，不僅使教學(xué)內(nèi)容豐富，也提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和積極性。
對“水污染控制工程”教學(xué)內(nèi)容進行改革包括理論教學(xué)內(nèi)容改革和實踐性教學(xué)內(nèi)容改革，強調(diào)“工程流體力學(xué)”基礎(chǔ)理論知識在水污染控制工程中的應(yīng)用。在理論教學(xué)內(nèi)容方面，“水污染控制工程”中的污水溝道系統(tǒng)水力計算、水處理構(gòu)筑物中水力參數(shù)的確定、污水在構(gòu)筑物中的最佳流態(tài)、各水處理構(gòu)筑物之間高程布置、混合反應(yīng)池中攪拌強度的確定、過濾池中配水系統(tǒng)的設(shè)計及其濾速確定等一系列涉及工程流體力學(xué)問題的相關(guān)內(nèi)容進行必要教學(xué)改革，加強學(xué)生對“工程流體力學(xué)”基礎(chǔ)理論知識在水污染控制工程中的工程應(yīng)用有一個更清晰的認(rèn)識，理解“工程流體力學(xué)”基礎(chǔ)理論知識在水污染控制工程中的重要性，使學(xué)生既掌握了“水污染控制工程”應(yīng)用設(shè)計方法、設(shè)計原則、計算方法等知識，也加強了學(xué)生對“工程流體力學(xué)”基礎(chǔ)知識在水污染控制實際工程的應(yīng)用。在實踐性教學(xué)內(nèi)容方面，加強工程性應(yīng)用實驗教學(xué)內(nèi)容，從不同的工業(yè)企業(yè)和居民生活區(qū)采集不同的廢水水樣，根據(jù)化驗所得廢水水質(zhì)，確定所采用的處理技術(shù)和處理工藝，并通過實驗驗證在各種廢水處理工藝中所選擇的工程流體力學(xué)水力參數(shù)，基于“工程流體力學(xué)”基礎(chǔ)理論知識分析廢水處理工藝水力參數(shù)的合理性。
二、改革教學(xué)模式
“工程流體力學(xué)”特點是理論性、綜合性、系統(tǒng)性較強，概念抽象、邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)。目前傳統(tǒng)的教學(xué)模式基本上是教師講、學(xué)生聽，“授—受”型單一模式，盡管在學(xué)的過程中采用了多種形式的多媒體教學(xué)方式，但仍沒有改變學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的被動地位，學(xué)生缺乏主動性和實踐性。改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，實施探究式、啟發(fā)式、開放式的創(chuàng)新教學(xué)模式，結(jié)合水污染控制工程中的實際問題，以工程實例為背景，應(yīng)用工程流體力學(xué)基礎(chǔ)知識解決實際工程問題，誘導(dǎo)學(xué)生積極思考，在教學(xué)過程中形成教學(xué)互動，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和參與性。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容性質(zhì)，“工程流體力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容可以分為基礎(chǔ)理論和實際工程應(yīng)用兩個部分。在流體靜力學(xué)、流體運動學(xué)和流體動力學(xué)三個基礎(chǔ)理論部分，采用形象化的多媒體演示、軟件模擬、小型實驗相結(jié)合探究式、啟發(fā)式教學(xué)模式，鼓勵學(xué)生課堂討論；在實際工程應(yīng)用教學(xué)部分，如孔口管嘴、有壓管流和明渠流部分，以水污染控制工程中的工程實例為背景，采用適量的實際工程圖片，豐富教學(xué)信息量，刺激學(xué)生的感官，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬學(xué)生的思路，開闊學(xué)生的視野，可以使枯燥、乏味的內(nèi)容變得趣味盎然，使抽象、晦澀的內(nèi)容變得直觀生動。
“水污染控制工程”特點是實踐性、工程應(yīng)用性強，因為不同的廢水水質(zhì)達(dá)到處理要求所采用的處理技術(shù)、處理工藝不同；即便相同的廢水水質(zhì)，如果污水量不同，所采用的處理工藝也不同；一個廢水處理工程，即廢水水質(zhì)、水量數(shù)據(jù)相同，也可以采用不同的處理技術(shù)和處理工藝，工程流體力學(xué)參數(shù)的選擇是確定不同廢水處理技術(shù)、工藝的主要影響因素之一。因此，在“水污染控制工程”的教學(xué)過程中，改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，實施探究式、啟發(fā)式、開放式的實踐教學(xué)模式，以工程實例為背景，通過開放性的實踐性實驗正確選擇工程流體力學(xué)參數(shù)，并通過實驗研究對參數(shù)的選擇、廢水處理效果等進行科學(xué)驗證。通過工程實例和實踐性教學(xué)改革，使學(xué)生既對廢水處理工程設(shè)計過程有一個清晰的思路，又能達(dá)到舉一反三的效果。
三、優(yōu)化師資配置
師資隊伍優(yōu)化，一靠資源，二靠制度，師資隊伍優(yōu)化也是一個相對的漸進過程，優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)和措施與所處時代、社會背景及其自身所處發(fā)展階段和學(xué)科特色有關(guān)。環(huán)境工程專業(yè)特點要求師資隊伍結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量可靠�！肮こ塘黧w力學(xué)”與“水污染控制工程”是本專業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課和主干專業(yè)課，兩門課程在講授過程中存在著千絲萬縷的必然聯(lián)系，這就對師資配置和師資隊伍建設(shè)提出了更高的要求。首先，建立高質(zhì)量的師資隊伍，定期或不定期對教師進行專業(yè)培訓(xùn)和實踐工程訓(xùn)練，要求講授“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”兩門課程的教師對兩個學(xué)科均有一定的研究，或者承擔(dān)一定量研究科研工作，洞悉當(dāng)前“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”發(fā)展的最新前沿理論和技術(shù)；其次，在師資配置方面，要求講授“工程流體力學(xué)”的教師對“水污染控制工程”有一定的研究或承擔(dān)相關(guān)科研項目，講授“水污染控制工程”的教師對“工程流體力學(xué)”有扎實的理論研究或承擔(dān)相關(guān)的科研項目；第三，建立教師研討會制度，講授“工程流體力學(xué)”的和講授“水污染控制工程”的教師定期或不定期舉行教學(xué)研討會，避免兩門課程的講授內(nèi)容出現(xiàn)彼此分裂現(xiàn)象。如果在師資配置中，講授“工程流體力學(xué)”的教師畢業(yè)于力學(xué)專業(yè)，即使講授“工程流體力學(xué)”的教師對力學(xué)有很高的造詣，對該門課程的講授有聲有色，但如果該教師對環(huán)境工程專業(yè)“水污染控制工程”專業(yè)理論知識或?qū)嵺`工程知之甚少，那么在教學(xué)過程中，必然不能夠?qū)ⅰ肮こ塘黧w力學(xué)”與“水污染控制工程”教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，對環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生來說，這樣的師資配置，必定不是最優(yōu)化的師資配置。
四、改革考核方式
教育離不開考試，考試在教育中的作用不可低估。關(guān)鍵是采用什么樣的考試方式，更能體現(xiàn)學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識的掌握程度，并反映基礎(chǔ)理論知識在實際工程中的綜合應(yīng)用能力。傳統(tǒng)的“工程流體力學(xué)”、“水污染控制工程”課程一般采用閉卷考試的形式，并結(jié)合平時成績、實驗成績按一定比例計算該門課的最終成績，這種考試模式在內(nèi)容和形式上趨于定向化，體現(xiàn)不出學(xué)生基礎(chǔ)知識的綜合運用能力、工程實踐應(yīng)用能力等水平發(fā)揮，不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)和發(fā)展。
根據(jù)環(huán)境工程專業(yè)特點，對現(xiàn)行考試模式進行改革。在考核方式上，改變期末一次性終結(jié)考試方式，實行學(xué)習(xí)階段的全程性考核與督導(dǎo)，將多階段考核與綜合能力考核相結(jié)合，這種考試方式既注重過程，又注重結(jié)果；既注重基礎(chǔ)理論知識，又注重綜合能力。在考核形式上，采取多樣化的考試形式，不僅要實行閉卷考試，而且要提倡開卷考試，或以課程論文、設(shè)計等形式來評定學(xué)生的成績，因材施考，以綜合思考題、分析題、應(yīng)用題為主要題型。在考試內(nèi)容上，要注重學(xué)生運用知識解決實際問題的能力，并在試題中加以體現(xiàn)，如在“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”課程考試中出一些具有一定工程背景的綜合性試題。
論流體力學(xué)在選礦中的應(yīng)用 篇4
CDIO工程教育模式是一個以“問題為基礎(chǔ)、項目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體、CDIO能力培養(yǎng)”為基本特征的新型教學(xué)方法。由美國麻省理工學(xué)院等四所工程學(xué)院在2000年共同發(fā)起的構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運作為一體的工程教育模式，是基于知識整體化、結(jié)構(gòu)化和體系化而提出的0。2006年，中國的汕頭大學(xué)率先引入CDIO工程教育模式，取得了顯著的成效。到目前為止，全國共有39所高校的機械類、電氣類、化工類和土木類等專業(yè)紛紛開展CDIO試點工作。2016年1月，汕頭大學(xué)主辦的“全國CDIO工程教育聯(lián)盟”成立大會開幕，國內(nèi)130多所高校的500余專家和教師參與了會議，探討新形勢下如何開展CDIO，推進創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新教育、工程認(rèn)證和卓越計劃實施等。
作為建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課之一的工程流體力學(xué)，具有理論性強、概念抽象、應(yīng)用廣泛的特點。在推動CDIO改革進程中，我們完全可以將CDIO工程教育模式及理念滲透融合，實現(xiàn)CDIO的愿景：培養(yǎng)有專業(yè)技能、有社會意識和有企業(yè)家敏銳性的工程師。
一、CDIO理念的教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》的要求，本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)：重視培養(yǎng)學(xué)生具有參與施工、調(diào)試、運行和維護管理的能力，具有進行產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計、技術(shù)改造的初步能力，培養(yǎng)出來的工程師不僅要掌握各種基本技能，也要成為具有實踐能力的高水平創(chuàng)新型科技人才。其中，流體力學(xué)的教學(xué)目標(biāo)是要讓學(xué)生深刻理解流體力學(xué)模型的內(nèi)涵，并促進其建立模型的能力，培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)錯綜復(fù)雜的實際工程，突出主要因素忽略次要因素，提煉問題及解決問題的能力。
二、CDIO理念的教學(xué)內(nèi)容
現(xiàn)今大部分院校對工程流體力學(xué)主要還是重視理論知識的理解和掌握，開設(shè)的實驗課程也是固定的幾個演示性和驗證性實驗，教學(xué)內(nèi)容與培養(yǎng)目標(biāo)的不契合，使得我們有必要調(diào)整工程流體力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容。CDIO是以項目設(shè)計為導(dǎo)向來組織課程，依據(jù)情境、項目、任務(wù)對理論“知識點”進行重新排列、組合、重構(gòu)，形成新的知識體系。這樣課程就由一個維度轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑S架構(gòu)，課程內(nèi)容由割裂的章節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)榛ハ酀B透、交叉和融合的集成。
在選取項目時應(yīng)該注重遵循合理匹配的原則：一是項目難度與學(xué)生能力匹配，合適的項目難度能保證完成制定的教學(xué)目標(biāo)，激起學(xué)生的興趣，讓學(xué)生經(jīng)過一定的努力能用理論知識解決工程實際問題，提高專業(yè)實踐能力。二是項目時間與課程課時匹配，由于高等教育教學(xué)體系改革的浪潮，課時不斷被壓縮，授課內(nèi)容需要精心安排，所以時間跨度也需要著重考慮。結(jié)合CDIO的大工程理念以及工程流體力學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)，將本課程的教學(xué)內(nèi)容集成并結(jié)合工程實際，規(guī)劃設(shè)計工程項目任務(wù)。集成的知識點：學(xué)習(xí)氣體射流的平面射流、溫差射流、旋轉(zhuǎn)射流、有限空間射流等知識點。
三、CDIO理念的教學(xué)方法設(shè)計
(一)項目設(shè)計多樣化
每3至5人可為一組，精選集成相同“知識點”的不同設(shè)計項目，以滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需求，有效改善學(xué)生互相依賴、惰性的被動學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)生的課堂任務(wù)參與度，有利于學(xué)生舉一反三、觸類旁通。
(二)課程考核立體化
評價方式多元化，專業(yè)知識采用筆試或口頭測試;與CDIO相關(guān)的能力采用“過程性考核”的方式，教師可設(shè)計出一個過程性考核細(xì)目表，對每個階段進行考核。從主觀和客觀維度定量的評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。評價主體多元化，由教師、組內(nèi)互評以及學(xué)生自評相結(jié)合，評價結(jié)果更加能客觀、全面，更能激發(fā)學(xué)生主動參與意識，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量效果的目的。
(三)課堂模式多元化
以學(xué)生為主體，需要增加大量的自學(xué)、討論時間，結(jié)合目前新媒體時代的教育模式，提倡學(xué)生通過慕課、微課、網(wǎng)絡(luò)視頻公開課等平臺利用“碎片時間”自學(xué)，并可結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂形式，課外真正深入學(xué)習(xí)，課堂上真正的深層次的思想碰撞。
四、CDIO教學(xué)全過程
在整個設(shè)計過程中，以問題為中心，教師主導(dǎo)引領(lǐng)學(xué)生主動探索和實踐的教學(xué)模式，在探索中逐漸構(gòu)建自己的知識體系，完成構(gòu)思—設(shè)計—實施—運作的全過程。具體的教學(xué)全過程設(shè)計如下：
第一階段是項目構(gòu)思(C)。教師根據(jù)CDIO教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)內(nèi)容，規(guī)劃設(shè)計工程項目，將流體力學(xué)相關(guān)的知識點融入到課程的教學(xué)項目中，在課前下達(dá)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生思考分析，將項目分解為具體的小任務(wù)，再進行總體構(gòu)思、重組，確定每組的項目內(nèi)容和具體任務(wù)。
第二階段是項目設(shè)計(D)。學(xué)生進行課前學(xué)習(xí)準(zhǔn)備，查詢資料，組內(nèi)進行討論，形成項目設(shè)計的初步概念和思路。教師提出問題，提供資料，督促學(xué)生學(xué)習(xí)進度。知識講解環(huán)是以學(xué)生為中心，分組匯報對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解以及項目設(shè)計方案，教師進行講解釋疑。項目設(shè)計環(huán)節(jié)目的是引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)習(xí)的知識運用在實際工程中，提高解決問題的能力，鍛煉學(xué)生合作交流的能力。
第三階段是項目實施(I)。改變傳統(tǒng)的例如流線、跡線、靜水壓強等演示性以及驗證性性質(zhì)的實驗，針對本小組的項目任務(wù)，糅合必須掌握的實驗項目，設(shè)計相關(guān)的實驗項目。突出體現(xiàn)CDIO的集成思想。第四階段是項目運作(O)。學(xué)生進行項目分析和成果展示，進入課程考核。鑒于CDIO模式下的工程流體力學(xué)課程對學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，采用不同的能力用不同的方式進行考核。根據(jù)考核結(jié)果以及整個項目過程中的反饋，教師要調(diào)整改進項目工程的內(nèi)容、進度、教學(xué)方式等。
五、結(jié)束語
流體力學(xué)課程是工科主要基礎(chǔ)課之一，本文探索了基于CDIO模式的項目教學(xué)在流體力學(xué)課程中的應(yīng)用，教學(xué)目標(biāo)調(diào)整為基于CDIO教育理念;教學(xué)內(nèi)容集成并遵循合理匹配原則;教學(xué)過程遵循項目設(shè)計多樣化、課程考核立體化、課堂模式多元化的原則。有效培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、分析解決問題的能力、溝通協(xié)調(diào)能力、動手能力、創(chuàng)新能力等等，在項目實施過程中提高了教師教學(xué)水平、工程應(yīng)用水平以及自身的綜合素質(zhì)。
論流體力學(xué)在選礦中的應(yīng)用 篇5
論文關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué) 成人教育 教育對象 互動教學(xué)
論文摘要：“工程流體力學(xué)”作為能源學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，在本科生整個培養(yǎng)體系中起著舉足輕重的作用，是一個很重要的教學(xué)環(huán)節(jié)�，F(xiàn)結(jié)合成人教育對象的特殊性對“工程流體力學(xué)”課程在成教熱能專業(yè)中的教學(xué)進行了探討，綜合考慮教育對象和本課程的特點對教學(xué)內(nèi)容進行了補充和修正。并結(jié)合實踐經(jīng)驗，在教學(xué)中采用互動教學(xué)的方法，以學(xué)生為主體，通過自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生結(jié)合自己的現(xiàn)場經(jīng)驗在課堂上“講授”，然后對教學(xué)效果進行評價，最后由老師精講。以期達(dá)到理論與實踐、專業(yè)與課程的統(tǒng)一。
流體力學(xué)的研究對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)是建立描述流體運動的基本方程，確定流體經(jīng)各種通道及繞流不同物體時速度、壓強的分布規(guī)律，探求能量轉(zhuǎn)換及各種損失的計算方法，并解決流體與限制其流動的固體壁之間的相互作用問題。[1]在實際工程的許多領(lǐng)域里，流體力學(xué)一直起著十分重要的作用。無論是水利工程、動力工程、航空工程，還是化學(xué)工程、機械工程等都在日益廣泛地應(yīng)用著流體力學(xué)。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)的基本理論的基礎(chǔ)上，重點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)用于動力、水利、機械、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。
一、教材與教學(xué)內(nèi)容選取
“工程流體力學(xué)”教材種類繁多，[2]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(xué)》教材，筆者通過對多種教材的研讀，以及往年成教上課的經(jīng)驗，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)過程的深度和難度、教材內(nèi)容的廣度，最終選用楊建國等人編著的《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)的臨時教材。
“工程流體力學(xué)”的內(nèi)容繁雜、學(xué)科綜合性強，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他力學(xué)不同，學(xué)生理解、掌握起來有困難。[3]鑒于成人教育對象數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和力學(xué)基礎(chǔ)相對薄弱的特點，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，在講解動量定理、動能定理和質(zhì)量守恒定理時，把輸運定理作為主要的公式推導(dǎo)工具，著重強調(diào)基本概念和基本原理的學(xué)習(xí)和掌握。
二、授課目標(biāo)及教學(xué)方法
1.明確教育目標(biāo)的職業(yè)性和教育內(nèi)容的實用性
成人教育是以提高社會從業(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，以補充、改善成人的職業(yè)知識和技能為目的，實用性較強。[4]
對于成人教育一定要明確教育目標(biāo)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(xué)生）的特點可以歸結(jié)為以下幾點：
第一，“成人”學(xué)生職業(yè)性強；
第二，“成人”學(xué)生都有固定的工作崗位，有著豐富的實踐經(jīng)驗，在某些方面的認(rèn)識和能力要強于授課老師；
第三，“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)；
第四，“成人”學(xué)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；
第五，“成人”學(xué)生一般工作繁重，上課時間一般是擠出來的，因此課堂授課的效率尤為重要；
第六，“成人”學(xué)生學(xué)習(xí)目的性很強，對于不相關(guān)的內(nèi)容很少去涉獵，因此造成了知識面相對狹窄，從而增加了授課的難度；
第七，“成人”學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力強，這跟現(xiàn)在在校大學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力差形成了鮮明的'對比。
因此，要時刻謹(jǐn)記以上七條“成人”學(xué)生的特點，在教學(xué)中要時刻把握住“成人”學(xué)生的職業(yè)性，并注意授課內(nèi)容的實用性。在教學(xué)學(xué)時有限的情況下，在提高教育目標(biāo)理論水平基礎(chǔ)上，使其掌握并能運用這些理論分析在生產(chǎn)實踐中遇到的各種實際問題，提高預(yù)判生產(chǎn)中出現(xiàn)重大問題的能力，對于某些技術(shù)人員，應(yīng)使其具備流體設(shè)備及機械系統(tǒng)和裝置的設(shè)計、運行管理的工程技術(shù)能力。技術(shù)人員經(jīng)過理論知識的強化學(xué)習(xí)，再加上自身實踐經(jīng)驗，最終可成為基礎(chǔ)扎實、知識面寬、有較強實踐能力和創(chuàng)新意識的復(fù)合型人才。
如何增強授課內(nèi)容的實用性是授課的關(guān)鍵問題之一，因為授課對象是能源類“成人”學(xué)生，因此筆者認(rèn)為授課內(nèi)容應(yīng)該結(jié)合世界目前面臨的重大問題：能源危機和環(huán)境污染，也就是國家的重大政策——節(jié)能減排。當(dāng)今世界能源越來越緊張，污染越來越嚴(yán)重，而且世界的大氣污染形勢和應(yīng)對政策一直在變化，因此在授課中適度加入相關(guān)節(jié)能減排的內(nèi)容，使“成人”學(xué)生了解世界，尤其是我國大氣污染的嚴(yán)峻性，樹立節(jié)能環(huán)保意識。增加我國最新政策和法規(guī)的講解，如“十一五”期間的煙氣脫硫；在“十二五”期間，我國將對氮氧化物進行總量控制等，以及解決這些問題所用到的必備知識之一就是流體力學(xué)。例如要想取得好的脫硫除氮的效果，就要把握煙氣的流動，研究煙氣流動正是流體力學(xué)的責(zé)任。我國的科技水平迅速提高，需要讓學(xué)生了解污染物控制的發(fā)展趨勢，如哪些理論問題仍需深入研究，哪些技術(shù)是當(dāng)今熱點，使“成人”學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)研究和工作中容易找準(zhǔn)方向。就筆者以往的授課經(jīng)驗，“成人”學(xué)生大多為熱能專業(yè)的學(xué)生，而且大多來自發(fā)電廠或與發(fā)電廠相關(guān)的單位，他們對煙氣脫硫設(shè)備比較熟悉，有可能在今后的工作中參與脫硫塔設(shè)計或運行，因此將該部分作為本課程的一個重點。通過大量圖片、動畫和視頻講解各種常用煙氣脫硫中氣體流動的特點，加入影響脫硫效果的設(shè)計思路和方法，主要是講解煙氣流動的流場、流線、流型的相關(guān)概念及理論，使“成人”學(xué)生系統(tǒng)掌握煙氣脫硫技術(shù)中流體力學(xué)的作用。
總之，授課內(nèi)容的實用性是教學(xué)的關(guān)鍵問題之一，授課內(nèi)容實用“成人”學(xué)生才愛聽，效果才好。
2.教學(xué)手段和教學(xué)方法
（1）加強理論知識的講授。成人教育的對象多數(shù)為參加工作多年和未受過正規(guī)高等教育的成年人，即“成人”學(xué)生，他們又有著豐富的實踐經(jīng)驗。“成人”學(xué)生雖然專業(yè)經(jīng)驗豐富，但是專業(yè)理論相對薄弱，尤其是專業(yè)基礎(chǔ)知識比較薄弱，用現(xiàn)在本科教育的術(shù)語講，就是專業(yè)基礎(chǔ)課不過關(guān)。從筆者實際函授授課的經(jīng)驗來看，“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)。 因此，要加強理論知識的講授，對一些概念和基本理論要細(xì)講精講，為了提高他們的理解和記憶，在授課中多用一些現(xiàn)實生活中生動形象的實例，并加入一些圖片和視頻。例如在講授流體的概念時，可以用“給他一點陽光他就燦爛，給他一點山花他就爛漫”這樣朗朗上口的詞句來形象說明流體的流動性；在講授流線和跡線時，可以引用唐代大詩人王維寫下的千古流傳的名句“大漠孤煙直，長河落日圓”來形象地說明跡線的概念。這樣既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣又加深了印象。此外，還可以在授課中適當(dāng)插入一些圖片和視頻，來激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣。
�。�2）采用導(dǎo)學(xué)+啟發(fā)式方法授課。實行“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，[5]在教學(xué)中實行啟發(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。憑作者多年的授課經(jīng)驗可知，單純采用教師講、學(xué)生聽的課堂教學(xué)模式，即使加入大量實例，教學(xué)效果仍然較差，所以講授中進行啟發(fā)互動式教學(xué)。所謂互動式教學(xué)，是在教學(xué)中教與學(xué)雙方交流、溝通、協(xié)商、探討，在彼此平等、彼此傾聽、彼此接納、彼此坦誠的基礎(chǔ)上，通過理性說服甚至辯論，不同觀點碰撞交融，激發(fā)教學(xué)雙方的主動性，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，不是老師一個人講，而是啟發(fā)學(xué)生思考。[6]
“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)常在課堂上提出問題和例題，鼓勵學(xué)生積極回答，并展開討論，激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，從而加深理解。在教學(xué)中要把握“成人”學(xué)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(jīng)驗，對設(shè)備的結(jié)構(gòu)和運行了如指掌，對設(shè)備處于非常規(guī)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。例如，筆者在寧夏靈武電廠進行調(diào)研時，一個空冷島運行專工在說到如何預(yù)測和解決空冷機組夏季出力不足的問題時，他們的經(jīng)驗就是大量噴水，但是他們不知道造成此現(xiàn)象的原因，也不清楚最佳的噴水量，也不知道霧化質(zhì)量的重要性。因此在授課中就要充分發(fā)揮“成人”學(xué)生實踐經(jīng)驗豐富的特點，讓他們提出問題，然后通過自學(xué)解決問題并把自己的內(nèi)容在課堂上“講授”，教師對結(jié)果加以評論，并指出這些方法的優(yōu)缺點，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識；接下來精講教材中的理論知識以及補充內(nèi)容，并配以圖片、動畫、視頻，鼓勵學(xué)生思考，進行可行性分析，指出它們的優(yōu)勢和缺陷，并再次簡要講解相關(guān)理論，使學(xué)生的短時記憶轉(zhuǎn)化為長時記憶。
（3）考核方式。由于成人教育不同于一般高校，因此采用平時成績、期末考試成績各占一定比例的考核方式，最終合理地給出學(xué)生的期末總成績。平時成績包括學(xué)生考勤、課堂講授和問題回答情況、課下作業(yè)尤其是資料搜集情況、實驗等，對整個教學(xué)過程中表現(xiàn)突出的學(xué)生，提高他們的平時成績。
三、實驗教學(xué)
“工程流體力學(xué)”課程的理論性和實踐性都比較強，很多理論知識需要通過實驗去理解、消化。因此實驗教學(xué)是提高學(xué)生對知識掌握情況的必備環(huán)節(jié)。
實驗教學(xué)主要的目的是通過直觀的現(xiàn)象來理解課本知識，本課程精心選擇了如下五個實驗。
1.伯努利方程實驗
觀察液體在管道中流動時能量守恒和轉(zhuǎn)換的物理現(xiàn)象、測繪玻璃水管管路上測壓管水頭線及總水頭線。
2.流速和流量的測定實驗
了解文丘里流量計及畢托管的測速原理。
3.雷諾實驗
觀察各種流態(tài)、測定流態(tài)與雷諾數(shù)的關(guān)系、觀察層流時管道斷面流速分布。
4.沿程阻力損失實驗
加深了解圓管層流和紊流的沿程阻力損失隨平均流速變化的規(guī)律。
5.局部阻力損失實驗
對圓管突擴局部阻力系數(shù)的經(jīng)驗公式和突縮局部阻力系數(shù)的經(jīng)驗公式進行實驗驗證與分析。
四、結(jié)語
針對熱能與動力工程專業(yè)“成人”學(xué)生的特點，對“工程流體力學(xué)”的教學(xué)進行了探討，使課程更適合“成人”學(xué)生的特點，擴大了他們的知識面，增強了其主動思考的能力，豐富、深化了“成人”學(xué)生的理論知識，也為成人“工程流體力學(xué)”教學(xué)探索出有益手段。在今后的教學(xué)過程中要進一步探索新的教學(xué)方法和手段，學(xué)習(xí)和借鑒優(yōu)秀教師的教學(xué)成果，不斷提高自身的綜合素質(zhì)和專業(yè)理論知識，立足學(xué)校特色優(yōu)勢，繼續(xù)努力進行“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)驗和取得更大的成績。
參考文獻：
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論流體力學(xué)在選礦中的應(yīng)用 篇6
論文關(guān)鍵詞：
工程流體力學(xué) 教學(xué)改革
論文摘要：
從石油工業(yè)對油氣儲運工程專業(yè)本科畢業(yè)生的綜合素質(zhì)和業(yè)務(wù)能力的要求出發(fā)，通過對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法手段進行改革，改變傳統(tǒng)的教學(xué)理念，不斷培養(yǎng)學(xué)生工程意識和工程實踐能力，提高創(chuàng)新能力。
在西部大開發(fā)的推動下，石油工業(yè)也以驚人的速度迅猛發(fā)展，培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型石油工業(yè)人才已迫在眉睫。特別是榆林學(xué)院（以下簡稱“我院”）所在的榆林市，作為重要的國家能源化工基地，對油氣儲運人才的需要更加突出。在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的努力下，我院的油氣儲運專業(yè)已被評為陜西省特色專業(yè)。為了加強油氣儲運專業(yè)學(xué)生能力的培養(yǎng)，造就工程型人才，對油氣儲運專業(yè)的教學(xué)進行了全面的改革，將專業(yè)理論與實踐教學(xué)有機地結(jié)合起來，統(tǒng)籌規(guī)劃，使學(xué)生能更深刻地理解和掌握專業(yè)理論知識，培養(yǎng)工程意識，提高學(xué)生獨立實驗?zāi)芰�，強化學(xué)生工程實踐能力，全面提高專業(yè)素質(zhì)。但是，由于我院油氣儲運專業(yè)的發(fā)展相對榆林市石油工業(yè)的發(fā)展具有一定的滯后性，導(dǎo)致畢業(yè)學(xué)生不能達(dá)到目前油田企業(yè)的要求。因此，提高我院油氣儲運專業(yè)的教學(xué)水平具有重要的意義。鑒于這樣的形勢，本項目提出對油氣儲運專業(yè)課程最重要的專業(yè)課程之一工程流體力學(xué)課程的教學(xué)改革。
一、教學(xué)中存在的問題
在油氣儲運的課程編排中，《工程流體力學(xué)》課程是可以將儲運專業(yè)理論知識與實踐相銜接的很好橋梁。目前該課程的授課方式有所不妥，使得這門課不能充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。因此，在理論知識與實踐相結(jié)合的條件下，應(yīng)該配套一系列仿真課件，與教學(xué)相結(jié)合，學(xué)生才能更好地將書本知識融入腦海。仿真課件可以使學(xué)生掌握難以理解的抽象理論，從而更好地學(xué)習(xí)該專業(yè)最重要的基礎(chǔ)課程，以便為將來的其它專業(yè)課程打下堅實的理論基礎(chǔ)。
在加強工程流體力學(xué)課程理論教學(xué)的同時，還要加以仿真課件的訓(xùn)練，再配合實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過該課程的學(xué)習(xí)，結(jié)合實習(xí)與畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，可以綜合地將課本理論知識與實際相結(jié)合，以利于提高學(xué)生綜合素質(zhì)，對于他們今后的工作或繼續(xù)深造發(fā)揮潛移默化的作用。
分析目前我院工程流體力學(xué)課程與實踐教學(xué)之間的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)存在的主要問題是：教學(xué)體系、內(nèi)容與實踐課之間存在脫節(jié)現(xiàn)象，具體表現(xiàn)在以下方面：首先，作為專業(yè)最重要的課程之一，《工程流體力學(xué)》課程是學(xué)習(xí)其它專業(yè)課程的基礎(chǔ)，如果這個基礎(chǔ)打不好，那么其它課就很難學(xué)習(xí)。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生很多都不太明白課程中一些具體的流態(tài)名詞，以及抽象的流體損失問題，如果有了仿真課件，這些疑難問題就一目了然了。其次，我院儲運專業(yè)的實驗室設(shè)備中，有些由于廠家設(shè)計問題造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，所以原本剛夠?qū)W生分組實驗的儀器數(shù)目，現(xiàn)在只能增加每小組的人數(shù)才可以維持正常開設(shè)實驗課程。由于該課程中涉及的實驗數(shù)目較多，也導(dǎo)致了場地的嚴(yán)重不足。再次，教學(xué)中不能很好地將理論課知識與生產(chǎn)實習(xí)相互滲透。而《工程流體力學(xué)》課程作為本專業(yè)的基礎(chǔ)課程，與生產(chǎn)實習(xí)的相互滲透又甚為重要。
二、改革教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
為了更好地發(fā)揮該課程的作用，針對我院工程流體力學(xué)課程開設(shè)的現(xiàn)狀，以及國內(nèi)一些知名高校開設(shè)這門課程的情況，筆者提出幾點改革建議，以使學(xué)生能夠把學(xué)到的知識活學(xué)活用，提高他們分析問題和解決問題的能力。
1、按照實用、新穎、精練的要求，著力進行教學(xué)內(nèi)容的提煉與更新
課程建設(shè)旨在突破學(xué)科專業(yè)局限，又要照顧到專業(yè)需要，對課程進行整合、優(yōu)化，合理安排教學(xué)內(nèi)容。例如在本課程中加入非牛頓流體部分的教學(xué)內(nèi)容，形成課程的特色。
2、強調(diào)計算機在流體力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
應(yīng)該在教學(xué)中加入一部分符合我院具體專業(yè)情況的仿真模擬課件的使用量，學(xué)生可以將所學(xué)的知識和課件相結(jié)合，更加深他們對知識的理解和應(yīng)用。這樣，不但順應(yīng)時代的發(fā)展，也節(jié)省了學(xué)生花在琢磨流型變化上的很多時間。鑒于課程自身的特點，對于各種工藝流程圖的介紹，傳統(tǒng)的板書方法已不能完全滿足教學(xué)需求。筆者因此針對不同專業(yè)的教學(xué)大綱，制定了相應(yīng)的教學(xué)課件，通過多媒體教學(xué)，以彌補傳統(tǒng)教學(xué)方法中抽象、晦澀、枯燥的缺點，使學(xué)生從動態(tài)的畫面中，比較輕松地理解教師在教學(xué)中要傳授給學(xué)生的知識內(nèi)容。
3、有效組織實踐環(huán)節(jié)至關(guān)重要
工程流體力學(xué)是一門綜合性和實踐性均非常強的課程，因此有效組織實踐環(huán)節(jié)至關(guān)重要。學(xué)生通過在工廠的實習(xí)，可以將在學(xué)校中學(xué)到的理論知識與工廠中實際生產(chǎn)有效地結(jié)合起來，增強對理論知識的理解。應(yīng)盡快解決實驗設(shè)備結(jié)論不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，使教學(xué)儀器百分之百地準(zhǔn)確投入到學(xué)生的學(xué)習(xí)當(dāng)中去，盡可能地將流體力學(xué)作為向外專業(yè)進行開放實驗，讓有興趣的學(xué)生也能參與。
通過該項目制定的措施實施于油氣儲運專業(yè)教學(xué)中，使每屆油氣儲運專業(yè)學(xué)生受益。提高學(xué)生對專業(yè)理論知識的理解深度，增強他們的專業(yè)技能，并能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識活學(xué)活用。此舉對學(xué)生的就業(yè)和繼續(xù)深造具有非常重要的意義。
三、教學(xué)效果的考核
前已述及，這門課程主要是油氣儲運學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)，這門課程的培養(yǎng)目標(biāo)旨在為以后的專業(yè)課打好扎實的基礎(chǔ)，樹立學(xué)生的應(yīng)用能力。因此，在考試方式上，更注重應(yīng)用能力的測試，考察學(xué)生與社會的接軌程度。這樣，考試題型多是一些發(fā)揮性的，讓學(xué)生用“漁”的本領(lǐng)去為本門課程的學(xué)習(xí)畫上休止符。
四、結(jié)語
總之，對于《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容改革的初步探索分析，可以促進教學(xué)觀念的改變，按此目標(biāo)授課，對教師提出了更高的要求。同時，還可以促進教材建設(shè)、實驗室建設(shè)及其儀器設(shè)備的更新，提高學(xué)生的動手能力及科研能力，從而實現(xiàn)“學(xué)有所用”，“教學(xué)相長”。
高等教育教學(xué)改革，特別是專業(yè)課程體系及教學(xué)內(nèi)容的改革，是一個系統(tǒng)和長期艱巨的實踐過程，專業(yè)教師任重而道遠(yuǎn)。只要不斷努力和探索實踐，就可以開拓出一條提高油氣儲運工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量、更加富有成效的新途徑，而且可以取得更好的教改成果。
參考文獻:
[1]袁恩熙、工程流體力學(xué)[M]、北京:石油工業(yè)出版社,2002、
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