冶金传输原理复习总结
冶金传输原理
1.不压缩流体：指流体密度不会随压强改变而变化，或该变化可忽略的流体。
2.速度边界层：指在靠近边壁处速度存在明显差异的一层流体，即从速度为零到0.99倍的地方称为速度边界层。
3.雷诺准数及其物理意义：uLRe ρμ=,表征惯性力与粘性力之比。
是流态的判断标准。
4.傅立叶准数及其物理意义：2s a Fo τ=，也称时间准数，表示非稳定传热所进行的时间与其达到平衡状态所需要的总时间之比；或τ时间内非稳态传热的传热量与其达到稳态（平衡）时传输的总热量之比。
5.热通量与传质通量：单位时间内通过单位面积的热量称为热（量）通量；单位时间通过单位面积的物质量称为传质通量。
6.角系数：由表面1投射到表面2的辐射能量21→Q 占离开表面1的总辐射能量1Q 的份数称为表面1对表面2的角系数，用符号12ϕ表示，即：12112Q Q→=ϕ。
7.流向传质与非流向传质：与流体流动方向相同的传质叫做流向传质；与流体流向垂直的传质叫做非流向传质。
8. 层流流体质点在流动方向上分层流动，各层互不干扰和掺混，这种流线呈平等状态的流动称为层流。
9. 表面力作用于流体微元界面（而非质点）上的力，该力与作用面的大小成比例 10.粘性系数表征流体变形的能力，由牛顿粘性定律所定义的系数：yxx du dyτμ=±,速度梯度为1时，单位面积上摩擦力的大小。
11.温度梯度：在温度场中某点P 的温度梯度定义为该点所在等温面或等温线法线方向，单位长度上的温度增量。
12.修伍德准数的表达式：DLk Sh c ⋅=13.傅立叶准数的物理意义：2s a Foτ=，傅立叶准数又称时间准数，表征不稳态传热趋于稳态的程度，或者说是不稳态传热进行的时间与由不稳态传热达到稳态所用总时间之比。
14.黑度（辐射率、发射率）：实际物体的辐射力与相同温度下黑体的辐射力之比称为物体的黑度，也叫发射率、辐射率。
15.角系数：由表面1投射到表面2的辐射能量21→Q 占离开表面1的总辐射能量1Q 的份额称为表面1对表面2的角系数。
冶金传输原理课程知识总结
第七章第二节归纳总结一、 气固两相流动固相：粒状固体料块和有料块堆集的散料层料块在气体中的受力情况：设有处于静止状态的一个球形料块，气体自下向上从其周围流过，其中的料块下降力为：()16)(3s sd gG πρρ-=气体对料块的拖力为：)2(4222sd v k F πρ=受力分析：当G>F 时，料块在气流中下降；G=F 时，料块处于受力平衡状态，将在气流中悬浮不动；G<F 时，料块随气流上升。
气体通过散料层的与上述情况相似，有三种不同流动状态： 1、固定料层流动（G>F ） 2、流化料层流动（G=F ），沸腾状态 3、气动输送过程（G<F ），料块随气流流动 4、二、 固定料层流动气体流过固定料层时的压力降己埃根方程在工程计算中，通常以气体的体积流量和料层的总截面积（容器的总截面积）来定义流速，按流量公式有：)3(q 0v 0A =ν式中， v q 为气体的体积流量，s3m，0A 为料层的总截面积，2m 。
气流在孔隙中的的流速也可按流量公式定义：)4(q vA=ν式中，A 为孔隙通道的总截面积，2m 。
由(3)、（4）两式得：）（500A A =νν料层孔隙率：)6(00a b A A A L A L V V =••==ω式中，b V 为料层中孔隙的总体积，a V 料层总体积，L 为料层高度，比值ω为孔隙率料层孔隙的当量直径：）（74bb k A V D =式中，b A 为料层中孔隙的总表面积。
料块总体积：）（）（81-a a ab a s V V V V V V ωω-=-==单位料块所具有的表面积为比表面积，有：)9(-10s 0b aV S V S A ）（ω==把式（6）、（9）代入（7）的：)10(-14-140a 0a k ）（）（ωωωωS V S V D ==根据管束摩阻公式推得，气体通过散料层的压降(P ∆)公式，即埃根方程，为：)11()1(292.0)1(2.432030220ωυωρωυωμ-+-=∆S S H P H 为散料层高度，μ为气体粘度，0υ为定义流速，ρ为气体密度。
《传输原理》复习提纲(DOC)
《冶金传输原理》复习提纲Ⅰ、基本概念一、动量传输1、流体；连续介质模型；流体模型；动力粘度、运动粘度、恩式粘度；压缩性、膨胀性2、表面力、质量力；静压力特性；压强（相对压强、绝对压强、真空度）；等压面3、Lagrange 法、Euler法，迹线、流线4、稳定流、非稳定流，急变流、缓变流，均匀流、非均匀流5、运动要素：流速、流量，水力要素：过流断面、湿周、水力半径、当量直径6、动压、静压、位压；速度能头、位置能头、测压管能头、总能头；动能、动量修正系数7、层流、湍流；自然对流、强制对流8、沿程阻力、局部阻力；沿程损失、局部损失9、速度场；速度梯度；速度边界层二、热量传输1、温度场、温度梯度、温度边界层；热流量、热流密度2、导热、对流、辐射3、导热系数、对流换热系数、辐射换热系数、热量传输系数4、相似准数Fo、Bi、Re、Gr、Pr、Nu5、黑体、白体、透热体；灰体；吸收率、反射率、透过率、黑度6、单色辐射力、全辐射力、方位辐射力；角系数；有效辐射；表面网络热阻、空间网络热阻7、解析法、数值分析法、有限差分法、集总参数法、网络元法三、质量传输1、质量传输；扩散传质、对流传质、相间传质2、浓度、速度、传质通量；浓度场、浓度梯度、浓度边界层3、扩散系数、对流传质系数4、Ar、Sc、Sh准数Ⅱ、基本理论与定律一、动量传输1、Newton粘性定律2、N-S方程3、连续方程、能量方程、动量方程、静力学基本方程二、热量传输1、F-K方程2、Fourier定律3、Newton冷却（加热）公式4、Planck定律、Wien定律、Stefen-Boltzman定律、Kirchhoff定律、Beer定律、余弦定律5、相似原理及其应用三、质量传输1、传质微分方程、Fick第一、二定律2、薄膜理论、双膜理论、渗透理论、更新理论Ⅲ、基本理论与定律在工程中的应用一、动量传输1、连通容器2、连续方程、能量方程、动量方程的应用、烟囱计算3、流体阻力损失计算二、热量传输1、平壁、圆筒壁导热计算2、相似原理在对流换热中的应用3、网络单元法在表面辐射换热中的应用4、通过炉墙的综合传热、火焰炉炉膛热交换、换热器5、不稳态温度场计算：解析法；有限差分法三、质量传输1、平壁、圆筒壁扩散计算2、相似原理在对流传质中的应用3、炭粒、油粒的燃烧过程4、相间传质（气—固、气—液、多孔材料）Ⅳ、主要参考题型一、填空1、当体系中存在着（、、）时，则发生动量、热量和质量传输，既可由分子（原子、粒子）的微观运动引起，也可以由旋涡混合造成的流体微团的宏观运动引起。
冶金传输原理1-8[1].2.
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冶金传输原理1-8[1].2.冶金传输原理(Principles of Transfer in Metallurgy)绪论1、冶金的分类：钢铁冶金、有色冶金共同特点（1）发生物态变化固?液态（2）物理化学变化原料与产品的性质、化学成分截然不同钢铁冶金：原料是矿石产品是钢铁钢铁工艺流程：（1）长流程：高炉、转炉、轧机（2）短流程：直接还原或熔融还原、电炉、轧机（1）高炉炼铁：烧结矿或球团矿（铁矿石造块）、焦炭（煤炼焦）、熔剂铁水（2）非高炉炼铁：天然块矿、粉矿或造块、块煤或气体还原剂、熔剂海绵铁（3）转炉炼钢：铁水、废钢、铁合金、氧气、造渣剂钢水（4）电炉炼钢：废钢（海绵铁）、铁水、铁合金、造渣剂钢水2．有色冶金：原料是矿石产品是有色金属（1）重金属：铜（造锍熔炼）、铅（还原熔炼）、锌（湿法冶炼）、锡（火法精炼）（2）轻金属：铝冶金、镁冶金（3）稀贵金属：锂冶炼、铍冶炼、钙锶钡制取、金银提炼3、课程概况一、课程性质专业基础课，是基础课和专业课之间的桥梁。
二、课程内容传输原理（动量、热量、质量传输）简称“三传”传输是指流体的（输送、转移、传递）动力过程、传热过程、物质传递过程的统称热量、动量、质量的传递与输送，热量传输、质量传输、动量传输（类似统一性）传输原理类似性：基本概念、运动规律、解析方法类似。
冶炼过程：高温、多相条件下进行的复杂物理化学过程。
传输过程：?冶炼过程中的物理过程，不涉及化学反应。
动量、热量、质量传递的过程。
（TransportPhenomena）举例：高炉炼铁的气固两相流动。
高炉强化冶炼，目的就是改善传输条件。
转炉炼钢的气液两相流动。
转炉底吹，目的也是改善传输条件。
冶金传输原理已成为现代冶金过程理论的基础!研究对象：动量、热量、质量传输（传递）过程的速率。
研究方法：理论研究（简单问题）、实验研究、数值计算（复杂问题）习题与思考题：如何加深对所学传输理论的理解和应用。
三、课程特点物理概念抽象，数学推导繁琐，计算公式多，计算过程复杂。
冶金原理复习
冶金原理复习冶金原理是一门非常重要的学科，涉及到金属材料的制备、提纯、加工和性能研究等方面。
所以，在应对考试或者实际应用时，复习和掌握冶金原理知识是非常必要的。
本文将从以下几个方面展开冶金原理的复习和总结。
一、结构与性能的关系金属材料的物理、化学性质和内部结构之间有着密切的关系。
常见的金属材料内部结构包括晶体结构、晶粒大小和晶界等，而这些结构的变化会直接影响到材料的力学性能、塑性和热稳定性等方面。
因此，在复习冶金原理时，应该着重理解金属结构与性能之间的关系，并将其应用到实际生产和加工中。
二、冶金流程冶金流程是指将矿物原料加工成金属材料的过程。
其中包括矿物提取、矿石熔炼、金属提取、金属纯化、合金制备和加工等过程。
在复习冶金原理时，需要了解这些流程中的基本原理、步骤和影响因素，以及各个流程之间的关系。
这些知识对于理解和解决生产中的实际问题至关重要。
三、金属材料的制备与加工金属材料的制备与加工是冶金学的重要部分，通常包括原材料的熔炼、铸造、锻造、挤压、淬火和退火等过程。
在复习时，需要掌握这些过程中的基本原理、工艺参数和影响因素。
此外，还需要学习金属材料的热处理和物理性能测试等方面的知识，以全面掌握材料的特性和优缺点。
四、合金制备合金是由两种或多种金属或非金属元素相结合而形成的材料。
在实际生产和研究中，需要掌握合金制备的基本原理和方法，了解不同成分的合金成分之间的性能差异，并能够有效地选择和优化合金的配方，满足实际需求。
综上所述，冶金原理是一门非常重要的学科，涉及到金属材料的各个方面，包括内部结构、冶金流程、金属材料的制备和加工，以及合金制备等方面。
在复习时，需要系统学习和掌握这些知识，同时也需要注重实践、实验和实际应用，以提高自己的理论和实践能力。
希望大家能够通过复习和总结，掌握冶金原理的核心知识，为实际应用和发展做出更大的贡献。
冶金传输原理复习
流体：流体是一种受任何微小剪切应力作用能持续变形的一种物质流体的粘性：流体在变形或流动时，其本身所具有的阻滞流动或变形的性质。
流体的粘度：衡量流体粘性大小的物理量;可压缩性：指在压力作用下，流体的体积发生明显的变化。
理想流体: 粘性为0的流体（实际并不真正存在）实际流体: 具有粘性的流体压强：垂直作用于单位面积流体上的压力，称为压强。
压强表示方法：一个标准大气压的精确值为101.325Pa，它是指一个标准大气压比绝对零压高101.325Pa。
绝对压强：凡是用绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。
表压：表示流体的绝对压强比大气压高出的数值。
表压强=绝对压强-大气压强表面力：指作用在所研究流体表面上的力，是流体微团与周围环境在界面产生的相互作用力，如压力、粘性力和表面张力等。
表面力的大小与其表面积的大小呈正比，是作用在表面上的力。
体积力（质量力）：指作用在流体内所有流体质点上，且与质量成正比的力，它本身是一种非接触力。
如重力、惯性力、电磁力等。
质量力的大小与其质量的大小呈正比，它可以远距离作用在流体内部的每一个质点上。
故称远程力。
流体流动的起因及分类：自然流动：无外力作用，由于流体本身的性质导致的流动。
(河水，风…）。
强制流动：在外力作用下产生的流体的流动。
（自来水管，水泵…）h强制＞h自然速度场：速度在空间和时间上的分布状态。
速度梯度：垂直于流体运动方向的速度变化率，或称速度梯度。
边界层：受固体壁面的影响速度急骤变化的区域0≤y≤δ(x)为边界层稳态流动：在流体的任何空间点处，流体的速度即其他物理量均不随时间而改变，仅与空间位置有关非稳态流动：在流体的任何空间点处，流体的速度和其他物理量只要有一项随时间而改变，这时运动要素就不仅与这些点的空间位置有关，而且与时间有关动量通量：单位时间通过单位面积的动量量，称为动量通量。
动量通量=mu/(t.A) =ρu2流动量通量：由于流体流动引起的动量传输，即前述定义式；其传输方向与流体流动方向一致。
冶传总复习1-2
§2.3
流体的粘性及其内摩擦定律
一、粘性的概念
动板
定板
在做相对运动的两流体层的接触面上，存在一对等值反向的 作用力来阻碍两相邻流体层作相对运动，流体的这种性质称流体 的粘性。由粘性产生的作用力叫做粘性阻力或内摩擦力。原因。
二、牛顿粘性定律
当流体的流层之间存在相对位移时，即存在速度梯度时，由于流体的粘 性作用，在其速度不相等的流层之间以及流体与固体表面之间所产生的粘性 阻力的大小与速度梯度和接触面积成正比，与流体的粘性有关。
粘度或切应力
牛顿流体
触变性流体
时间 触变性流体的特性曲线
例1： 两平行板相距3.2mm，下板不动，而上板以1.52m/s的速度运动。 欲使上板保持运动状态，需要施加2.39N/m2的力。求板间流体的动力 粘度。 解：两板间的距离较小，可以将速度梯度当作线性变化处理。
F/A v0 / Y
例2：某种可压缩液体在圆柱形容器中，当压强为2MN／m2时体 积为995cm3，当压强为1MN／m2时体积为1000 cm3，问它的等 温压缩率kT为多少?
个“负号”。
传输过程的研究方法：
理论研究法、实验研究法、数值计算研究法
第二章
流体的性质
§2.1
流体的概念和连续介质模型
一、流体的概念
能够自由流动的物体，统称流体，如液体和气体。从力学角度 来看，流体是一种剪切抗力极低的物质，受剪切力时发生显著 的变形，即流动。 共 同 特 征
分子间距和分子的运动范围 比较大 只能承受压力，不能承受拉力和切力； 分子的移动和转动为其主要运动形式； 没有一定的形状；
“三传”的类似性
流场中速度分布不均的时候 产生了切应力； 分子传递 温度分布不均的时候 产生了热传导； 在多组分的混合流中，某组分 的浓度分布不均的时候 产生了质量的传输； 湍流传递 旋涡混合造成的流体微团的宏观 运动引起。
冶金传输原理复习试题库
一、名词解释1 流体：能够流动的物体。
不能保持一定的形状，而且有流动性。
2 脉动现象：在足够时间，速度始终围绕一平均值变化，称为脉动现象。
3 水力粗糙管：管壁加剧湍流，增加了流体流动阻力，这类管称为水力粗糙管。
4 牛顿流：符合牛顿粘性定律的流体。
5 湍流：流体流动时，各质点在不同方向上做复杂无规那么运动，相互干扰的运动。
这种流动称为湍流。
6 流线：在同一瞬时，流场中连续不同位置质点的流动方向线。
7 流管：在流场取任意封闭曲线，通过该曲线上每一点，作流线，组成的管状封闭曲面，称流管。
8 边界层：流体通过固体外表流动时，在紧靠固体外表形成速度梯度较大的流体薄层称边界层。
9 伪塑性流:其特征为〔〕，当n＜1时，为伪塑型流。
10非牛顿流体:不符合牛顿粘性定律的流体，称之为非牛顿流体，主要包括三类流体。
11宾海姆塑流型流体:要使这类流体流动需要有一定的切应力ι时流体处于固结状态，只有当切应力大于ι时才开场流动。
12稳定流:运动参数只随位置改变而与时间无关，这种流动就成为稳定流。
13非稳定流:流场的运动参数不仅随位置改变，又随时间不同而变化，这种流动就称为非稳定流。
14迹线:迹线就是流体质点运动的轨迹线，特点是:对于每一个质点都有一个运动轨迹，所以迹线是一族曲线，而且迹线只随质点不同而异，与时间无关。
16 水头损失:单位质量〔或体积〕流体的能量损失。
17 沿程阻力:它是沿流动路程上由于各流体层之间的摩擦而产生的流动阻力，也叫摩擦阻力。
18 局部阻力:流体在流动中因遇到局部障碍而产生的阻力。
19脉动速度:脉动的真实速度与时均速度的差值成为脉动速度。
20 时均化原那么:在某一足够长时间段以平均值的速度流经一微小有效断面积的流体体积，应该等于在同一时间段以真实的有脉动的速度流经同一微小有效断面积的流体体积。
21热传导:物体各局部之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动进展的热量传递称为热传导。
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实际流体总流的贝努利方程
2 v12 P2 v2 z1 g 1 z2 g 2 hW 2 2
P 1
第3章 流体动力学 贝努利方程的几何意义、物理意义 理想流体的几何意义
u2 H z 2g P
' u 2 hw H z 2g g
实际流体的几何意义
3.4
(3.40)
实际流体动量传输方程——纳维尔-斯托克斯方程
du x 1 P X 2 u x dt x du y 1 P Y 2 u y dt y du z 1 P Z 2 u z dt z
(3.47) 纳维尔—斯托克斯方程 （N—S方程）
c
(2.27)
（1）同一静止液体中，各点的测压管水头是相等的，各点的静 压水头也是相等的。（几何意义） （2）总比势能不变，但比压能和比位能可以互相转化。（能量 意义）。
第2章 流体静力学 7、静止液体对平面壁的压力
7.1 求压力的大小
P h C A
7.2 求压力的作用点
(2.46)
即压力P为浸水面积与形心处的液体静压强的乘积
第3章 流体动力学 3.5 理想流体和实际流体的贝努利方程 理想流体的贝努利方程
u P2 u z1 z2 2g 2g
实际流体的贝努利方程
2 u12 P2 u2 z1 z2 hw 2g 2g
P 1
2 1
2 2
(3.55)
P 1
(3.62)
影响的因素：物质种类、温度
第2章 流体静力学 1、作用在流体上的力 质量力、表面力（法向力、切向力） 2、流体静压强 流体静压强——单位面积上的流体静压力 流体压强的特性 3、流体平衡微分方程
1 p X 0 x
1 p 0 y 1 p Z 0 z
P
物理意义
u2 ' E gz ghW 2 P
3.6
贝努利方程的应用
第4章 流动状态及能量损失 4.1 流动形态及阻力分类 1、流动形态：层流流动、湍流流动、 2、流动状态判别准则——雷诺数
Re
vC d
惯性力 粘性力
vC d
(4.1)
流体绕过固体流动时的雷诺数 Re vL 临界雷诺数：圆管、非圆形管、平板 3、能量损失的两种形式 沿程阻力和沿程损失、局部阻力和局部损失、总能量损失
(3.27)
第3章 流体动力学 3.2.2 沿总流的连续性方程
1m v1 A1 2 m v2 A2
对不可压缩流体
(3.33)
物理意义：对可压缩流体稳定流，沿流程的质量流量保持不变。
v1 A1 v2 A2
(3.34)
物理意义：对不可压缩流体沿流程体积流量不变，流速与管截 面积成反比。
第3章 流体动力学 3.3 理想流体动量传输方程——欧拉方程
1 V V V T P
(1.9)
3、 气体的压缩性和膨胀性
PV=RT
第1章 流体的主要物理性质 4、 粘性 粘性——流体抵抗剪切变形的能力 粘性阻力（内摩擦力） ——由粘性产生的作用力 5、 牛顿粘性定律
F du A dy
(1.11)
6、粘度 ——动力粘度 /Pa· s， ——运动粘度/ m2/s，又称“动量扩散系数”。
u x u x u x 1 P u x X x t u x x u y y u z z u y u y u y 1 P u y ux uy uz Y y t x y z Z 1 P u z u u z u u z u u z x y z x t x y z
当已知液面压强p0和液面距基准面的距离z0,
p p0 g ( z0 z ) p0 gh
(2.30)
或
p p0 ( z0 z ) p0 h
(2.31)
第2章 流体静力学
6、静力学方程的能量意义与几何意义
根据 z 可知：
p
c 或 z
p'
p' p pa
(2)、、DAB三个扩散系数具有相同的因次： m 2 s;
(3)“－” 号意义相同,即通量与浓度梯度方向相反。
第1章 流体的主要物理性质 1、 流体的概念及连续介质模型 流体、连续介质模型
2、液体的压缩性和膨胀性
1 V 等温压缩率 kT V P T
体胀系数
(1.8)
第3章 流体动力学 3.1 流体运动的基本概念
速度、加速度、稳定流与非稳定流、迹线、流线、流管、流束、 流量 3.2 连续性方程 3.2.1 直角坐标系的连续性方程
1 d u x u y u z 0 dt x y z
对不可压缩流体，空间连续性方程
u x u y u z 0 x y z
冶金传输原理
绪
论
传输—— 物理量从非平衡态向平衡态的转移过程 1、三种传输现象的基本定律
牛顿粘性定律
d ( v) dy
(0.2)
傅里叶导热定律
菲克扩散定律
q a
d ( C pT ) dy
d A dy
(0.4)
(0.5)
j A DAB
2、三种传输现象普遍规律(类比关系） （1)通量＝－扩散系数×浓度梯度（各自量的浓度梯度）；
（2-14） 欧拉静平衡方程
第2章 流体静力学
4、平衡微分方程的积分
p p0 (W W0 )
5、静止流体中的压强分布规律
(2.22)
p1 p2 z1 z2 g g p1 p2 z1 z 2
(2.28)
流体静力学基本方程
JC y D yC yC A
8、静止液体对曲面壁的压力
(2.49)
p x hC Ax p z V
(2.53)
P Px2 Py2
(2.54)
第2章 流体静力学
Pz 压力的倾斜角为 arctan Px
(2.55)
P的作用点（压力中心）D的确定：见图2.16