冶金传输原理说课
冶金传输原理-第6章导热讲法
导热系数
导热系数是材料导热性的重要参数，代表了任意物质在其内部传热的难易程度。了解导热系数可以帮助我们 更好地优化系统设计，以达到最佳传热效果。
金属材料的导热系数
绝缘材料的导热系数
金属材料通常具有比较高的导热系数，其中银、铜、 铝等材料的导热系数最高，一些非金属材料如陶瓷 的导热系数则远低于金属。
除了分子间的能量传递外，热也可以通过物体中的 扩散来传递。这种方法在固体导热中尤其常见。
辐射传输
导热基本概念
导热的基本概念包括温度、传热速率和传热时间常数等。要理解这些概念的物理意义，可以更好地分析材料导 热的过程。
温度
温度是物体吸收热量与释放 热量的平衡状态的表现。温 度差是导热的推动力。
传热速率
隔热计法的测试结果
隔热计法用于测试材料的隔热性能，根据热源的加 热功率、升温速度和温度分布，得出样品的热导率。
导热系数的测定方法
热导率是材料导热的一个基本参数，测定导热系数的方法有多种，如静态方法、动态方法和绝缘法等。
静态测定法
静态测定法基于四极杆热流计或梯度热流计，在稳 态下进行导热测量。这种方法精度较高，适用于测 定各种材料的导热性质。
导热材料的连接方式
选择合适的连接方式对于导热效率至关重要，常见的方法包括银焊法、压接法和夹紧法等。
材料的热稳定性
对于在长时间高温环境下工作的材料，它的热稳定性变得尤为重要。
导热介质的均匀性
在进行导热设计时，我们需要考虑材料内部导热介质的均匀性。例如在冶金领域，铜被广泛用作 导热介质，因其在受热情况下有助于传递中间的热量。
太阳能热水器技术
材料不同热传输的效率不同，在采用太阳能热水器 时，必须合理安装材料，以增强其太阳能辐射吸收 和热传导等效果。
材料冶金传输原理实用教案
热 量 传 输：热量由高温度区向低温度区的转移；
质 量 传 输：物系中一个或几个组分由高浓度区向低 浓度区的转移；
产生原因：三者都是由于系统内部存在速度、温度和浓度梯度
的缘故。
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v v(x, y, z,t) dr dt
vx
vx (x,
y,
z,t)
dx dt
vy
vy (x,
y,
z,t)
dy dt
vz
vz (x,
y,
z,t)
dz dt
dx dy dz dt vx (x, y, z,t) vy (x, y, z,t) vz (x, y, z,t)
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的介质(jièzhì)。
优点：
（1）可用连续性函数B(x,y,z,t)描述流体质点物理量
的空间分布和时间变化；
（2）由物理学基本定律建立流体运动微分或积分方
程，并用连续函数理论求解方程。
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连续介质概念的适用范围
除了稀薄(xībó)气体与激波的绝大多数工程问题，均
矢量(shǐliàng)方程：
r r(a,b, c,t)
分量方程：
x x(a,b,c,t) y y(a,b, c,t) z z(a,b, c,t)
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欧拉法：
也可写成 ： 上式中：t是自变量；x,y,z均为 t的函 数(hánshù)
迹线是流场中实际存在的线，稳态流动汇总通过某一固定点 的迹线只有一条，但在非稳态流动中，通过同一点的迹线可 以有多条，不同时刻经过加速度等），与流体元的位置变化关系不大。因为长程 力的大小(dàxiǎo)与流体元的体积成正比。所以又称为体积力 （质量力：重力和惯性力与流体元的质量成正比）。 一类是短程力（表面力）：相邻两层流体需要物理接触通过分 子作用（如分子碰撞、内聚力、分子动量交换等）产生的力。 因为短程力仅取决于流体元的表面状况，所以又称为表面力。 如：压力、粘性力等。
关于冶金传输原理质量传输课件
第3篇 质量传输
质量传输： 物质从物体或空间的某一部分转移到另
一部分的现象，简称传质。 研究对象： 物质传递的规律及特点。 传质推动力： 浓度差或浓度梯度。 传质有两种基本方式：
物性传质 由分子运动即扩散性引起，亦称扩散传质。 对流传质 由流体流动引起。
研究方法： 借用研究传热的方法来研究传质。
C i v x C x i v y C y i v z C z i D i 2 x C 2 i 2 y C 2 i 2 z C 2 i
固体一维不稳定扩散传质
Ci
Di
2Ci x2
菲克第二定律
固体一维稳定扩散传质
d 2Ci 0 dx 2
d r dCi 0 dr dr
第13章 扩散传质与对流传质
第13章 扩散传质与对流传质
13.1 稳态扩散传质
稳定扩散传质的特点： 无质量蓄积，通过物体的扩散传质量为常数。
研究目的：
结合一定的实验方法确定物质的互扩散系数。
研究方法：
借用稳定导热类似的求解方法。
第13章 扩散传质与对流传质
13.1 稳态扩散传质
1．气体通过平壁的扩散
固体薄层
ni
Di
Ci y
mol/m2.s
任意方向
ni
Di
Ci n
mol/m2.s
ni—单位时间通过单位面积的扩散传质量，即扩散传质通量；
C i n
—浓度梯度，
mol m3
/m
负号—质量传递方向与浓度梯度方向相反。
12.2 质量传输的基本定律
菲克第一定律：
某组分的扩散传质通量与浓度梯度成正比
ni
Di
d 2Ci 0
材料加工冶金传输原理完整(吴树森)ppt课件
即
vx y
y0 0 .3 3 2 0 6 v
v x
即
0
vx y
y 0 0 . 3 3 2 v
v x
总 摩 阻 D : (b为 板 宽 )
L
D 0 d A b 0 d x 0 . 6 6 4 v b R e L
A
0
总 阻 力 系 数 :C d :
Cd
D
0
.5
v
2
A
1 .3 2 8
边界层理论的物理意义：
把绕流物体流动分为两个部分，即边界层的流动和势流流
动，主流区流动未受到固体壁面的影响，不发生切变，
故
这种无切变，不可压缩流体的流动称为势流。
4.1.2 边界层的流yx 态0
层流边界层：开始进入表面的一段距离，δ较 小，
流体的扰动不够发展，粘性力起主导作用。
17.05.2020 .
vy
vx y
1
P x
2vx y 2
平板表面边界层
Q
P y
0
又 势 流 区 vx
v,无 压 力 降 ,依
流 体 柏 努 利 方 程 ,故 有 平 板 表 面 P 0 x
17.05.2020 .
6
4.2.2 微分方程的解:
vx
vx x
vy
vx y
2v x y 2
vx vy 0 x y 布 拉 修 斯 对 上 方 程 组 引 入 流 函 数 ( x, y ),将 偏 微 分 方程化为可解的常微分方程
3
过渡区：随x的增大， δ也增大，惯性力作用 上升，层→湍转变为过渡区
湍流边界层：靠近平板表面，粘性力仍处于主导地位 （y=0,vx=0)有一定厚度的层流表层在湍流边界层内，距 离面板远处的流体，虽流速略小于vx,但已变得较大，并 为湍流，称其为湍流核心区。
《冶金传输原理》教学大纲.pdf
《冶金传输原理》教学大纲一课程简介课程编号：01014007-08课程名称：冶金传输原理（1-2）Principles of Transfer in Metallurgy课程类型：专业基础课（必修）学时：80 （12学时试验、6学时上机）学分： 5开课学期：4~5开课对象：冶金工程专业本科先修课程：高等数学、普通物理、计算机语言参考教材：《冶金传输原理》张先棹、冶金工业出版社、1991.11二课程性质、目的与任务《冶金传输原理》是冶金工程专业的一门重要的专业基础必修课程。
该课程的教学目的是要求学生掌握冶金传输过程的基础概念、基本理论。
本课程的任务是通过该课程的教学，使学生运用基本知识分析冶金过程，深入了解复杂的冶金反应过程中各因素的影响机理，从而为改进冶金工艺操作和设备、提高控制和设计水平打下基础，同时为冶金反应过程提供物理模型和数学模型，学习计算机求解的基本方法。
三教学基本内容与基本要求《冶金传输原理》课程主要内容有：动量传输、热量传输和质量传输三大部分，并介绍了三者的类似机理、相互关联的关系；同时介绍了利用相似原理来处理试验数据和进行模型试验。
通过本课程学习，要求学生掌握冶金传输过程的基本理论，为“钢铁冶金学”专业课的学习打下较坚实的基础，培养学生分析冶金过程的问题和解决冶金过程问题的能力。
四教学内容及学时分配课程内容教学要求重点(☆)难点(Δ)学时安排备注第一章动量的传输基本概念4第4学期1.1 流体及连续介质 A1.2 流体的性质 A1.3 粘性动量通量、粘性力 A ☆Δ1.4 分析作用在流体上的力 C第二章第二章流场运动的描述 42.1流场运动描述的两种方法 C2.2 流线与迹线 B课程内容教学要求重点(☆)难点(Δ)学时安排备注2.3梯度、散度、旋度 B2.4 流函数、势函数 B2.5流体微团运动分析 B第三章第三章动量传输的基本方程6 2.1 连续性方程 A ☆2.2 实际流体的动量传输方程(N-S方程) A ☆Δ2.3 理想流体的欧拉方程 A2.4 伯努利方程 A ☆第四章第四章管道中的流动及孔口的流出 5 3.1管道中的流动 A3.2不可压缩流体的管流摩擦阻力 A ☆Δ3.3不可压缩流体的管流局部压力损失 B3.4管路计算 B3.5经过孔口的流出 C第五章边界层流动 4 5.1边界层的概念 A ☆5.2平板绕流摩擦阻力 A ☆Δ5.3绕流阻力和颗粒沉降速度 C第六章可压缩气体的流动 5 6.1 可压缩气体的概念 A ☆6.2 可压缩气体（理想气体）一元稳定等熵流动的基本方程A Δ6.3 一元稳定等熵流动的基本方程特性 A ☆6.4 变截面喷管中气流的变化特征 B6.5 渐缩喷管与拉瓦尔喷管 B6.6 激波 C第七章相似原理与模型研究方法 4 7.1相似的概念 A7.2对现象的一般数学描述及单值条件 B7.3相似定理——相似三定理 A ☆7.4相似准数 A Δ课程内容教学要求重点(☆)难点(Δ)学时安排备注7.5相似模型法 C第八章传热的基本方程 6 第5学期8.1基本概念 A8.2 热量传输的基本方式和基本定律 A ☆8.3 热量传输的微分方程 A ☆Δ8.4 初始条件和边界条件 A第九章导热89.1 稳态导热 A Δ9.2 不稳态导热 A ☆Δ9.3 导热的数值解法 A ☆第十章对流 610.1 对流给热的一般分析 A10.2平板层流给热的分析解法 A ☆Δ10.3层流边界层的近似积分解 B Δ10.4动量传输和热量传输的类比方法 B10.5相似理论指导下的实验方法 B第十一章辐射换热 611.1 基本概念 A11.2 黑体辐射的基本定律 A ☆Δ11.3 实际物体的辐射 A ☆11.4角系数 A ☆Δ11.5 两表面间的辐射换热 A11.6 辐射的网格方法 A11.7气体辐射 C第十二章质量传输 412.1质量传输的基本定律 A ☆Δ12.2 扩散传质 A ☆12.3 对流传质 A ☆Δ12.4 三传的类比 B（教学要求：A—熟练掌握；B—掌握；C—了解）五实习、实验项目及学时分配实验：（12学时）1．流体流速及流量测定，2学时2．流体动量平衡-伯努利方程的应用，2学时3．边界层特性实验，2学时4．空气纵掠平板时局部换热系数的测定，2学时5．空气纵掠平板时流动边界层和热边界层的测量，2学时6．法向辐射率εn的测量，2学时上机内容：（6学时）1．二维稳态导热的数值计算（第一类边界条件），2学时2．二维稳态导热的数值计算（第二类、第三类边界条件），2学时3．一维不稳态导热的数值计算（第二类、第三类边界条件），2学时六教学方法与手段理论教学、上机实习、实验教学、多媒体教学七参考书目1.《TRANSPORT PHENOMENA》(Second Edition) R.Byron Bird Warren E.StewartEdwin N.Lightfoot 、化学工业出版社、2002.82 动量、热量、质量传递原理[美]J.R.威尔特等北京：科学科学出版社，19843 计算流体力学吴子牛，北京：科学出版社，2001八大纲编写的依据与说明本课程教学大纲，是根据冶金工程专业本科生培养目标与要求，结合本课程的性质、教学的基本任务和基本要求，经过院教学委员会审定后编写的。
材料冶金传输原理课件
3
纳米材料制备和应用
我们将介绍一些常用的纳米材料制备和应用技术，例如溶胶-凝胶法、共沉淀法 和溶液法等。
新型传输材料的开发
量子点传输材料
我们将介绍一种新型的传输材 料——量子点，以及它们在半 导体和光学传输中的应用。
石墨烯传输材料
我们将探讨石墨烯这种新型的 传输材料，以及它在电子器件 和能源传输中的应用。
传热基础和传热过程
1
传热的基本概念
我们将了解什么是传热，以及传热过程中的重要参数，例如导热系数和温差。
2
传热方式
我们将讨论材料中传热的三种基本方式：对流、辐射和传导。
3
传热计算方法
我们将介绍不同的传热计算方法，例如法向和径向传热、边界层和相似性理论。
传质基础和传质过程
溶质在溶液中的传输
我们将了解溶质在溶液中传输 的基本过程和影响因素，例如 浓度梯度和扩散系数。
超材料传输材料
我们将了解一种新型的传输材 料——超材料，以及它们在光 学和声学传输中的应用。
材料传输领域的前沿研究
1 生物材料的传输
我们将介绍生物材料中 的传输现象，以及它们 在生物医学和医疗器械 领域中的应用。
2 低维材料的传输
我们将探讨低维材料中 的传输现象，例如纳米 线和量子阱，并讨论它 们在电子器件和能量传 输中的应用。
2 工业革命时期的材
料传输
我们将探讨工业革命时 期的材料传输方式，例 如蒸汽机和轮船。
3 现代科技时代的材
料传输
我们将介绍现代材料传 输方式的演变，例如飞 机和高铁的发展历程。
材料传输技术的未来展望
材料传输技术的革命性突破
我们将展望未来材料传输技术的革命性突破，例如分子传输和纳米制造等。
冶金传输原理课程设计
冶金传输原理课程设计1. 引言冶金传输原理是冶金工程的一个重要分支，它涉及到冶金材料在生产和加工中的物质传输及其相关原理。
本次课程设计将围绕冶金传输原理展开，探究其一些重要的理论和应用。
该课程设计旨在提高学生的实际应用能力和解决实际问题的能力，同时也是学生展示自己科研水平和毕业论文选题的重要机会。
2. 理论基础2.1 冶金物质的传输冶金物质的传输涉及到物质在空间中的移动和分布，常见的物质传输方式有扩散、对流、质量传递等。
其中，扩散是指物质由高浓度区域向低浓度区域进行弥散的过程；对流是指在流体介质中，物体受到的流体作用力而产生的运动，从而导致物体的传输；质量传递是指物质在流体介质中受到力的作用而产生的移动。
2.2 传输理论模型传输理论模型主要包括质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程等。
其中，质量守恒方程是描述物质在空间中传输和分布的基本方程，它的表达式可以表示为：$$ \\frac{\\partial \\rho}{\\partial t}+\ abla \\cdot(\\rho u)=0 $$ 其中，$\\rho$表示密度，t表示时间，u表示速度。
2.3 传输过程中的阻力和驱动力传输过程中的阻力和驱动力是影响物质传输效率和速度的主要因素。
其中，阻力主要来自于介质内部的黏性作用和摩擦作用；驱动力则是介质内部的温度差异、压力差异等。
通过对阻力和驱动力的理解和分析，可以对物质传输过程进行优化和控制。
3. 应用实例3.1 化学反应过程的模拟化学反应过程在冶金工程中占据重要地位，传输原理在化学反应过程中的运用主要体现在过程模拟和反应条件的优化上。
通过建立化学反应的传输模型，可以对反应过程的物质分布、反应速率、反应热等进行数值计算和分析，从而优化反应的条件和效率。
3.2 焊接过程中的传热分析传热是冶金工程中一个重要的传输过程，可以通过建立传热模型对焊接过程进行分析。
通过考虑材料的热传导系数、温度差异等因素，可以对焊接过程中产生的应力、变形等问题进行分析和优化。
材料加工冶金传输原理自然对流传热的计算
材料加工冶金传输原理自然对流传热的计算（最新版）目录一、材料加工冶金传输原理1.动量传输2.热量传输3.质量传输二、自然对流传热的计算1.自然对流空气冷却式冷凝器的传热计算2.强制通风空气冷却式冷凝器的传热计算三、应用实例1.材料加工中的应用2.冶金工程中的应用正文一、材料加工冶金传输原理在材料加工和冶金工程中，动量、热量和质量的传输是非常重要的过程。
动量传输指的是流体流动过程中，动量在流体中的传递和分布。
热量传输则是指热量在流体中的传递和分布，通过传热过程，可以实现流体温度的变化和热量的传递。
质量传输是指在流体中，质量的传递和分布，可以实现流体组成和浓度的变化。
动量、热量和质量的传输过程是相互关联的，它们在材料加工和冶金工程中起着重要的作用。
例如，在钢铁冶炼过程中，需要通过热量传输实现钢铁的熔化和凝固，同时需要通过动量传输和质量传输实现钢铁成分的均匀分布和调控。
二、自然对流传热的计算自然对流传热是一种常见的传热方式，它主要依赖于流体的自然对流和湍流。
在自然对流传热中，流体的温度差会导致流体的密度差，从而产生自然对流。
自然对流传热在空气冷却式冷凝器、散热器等设备中有着广泛的应用。
对于自然对流空气冷却式冷凝器的传热计算，可以采用一种比较简单的近似传热计算方法。
这种方法主要考虑了流体的自然对流和湍流，可以较为准确地预测冷凝器的传热效果。
强制通风空气冷却式冷凝器的传热计算则需要考虑流体的强制通风和湍流。
通过传热计算，可以优化冷凝器的结构和设计，提高冷凝器的传热效率。
三、应用实例材料加工和冶金工程中的动量、热量和质量传输原理，在实际应用中具有广泛的应用。
例如，在钢铁冶炼过程中，通过控制流体的动量、热量和质量传输，可以实现钢铁的熔化、凝固和成分调控。
在铝合金铸造过程中，通过控制流体的动量、热量和质量传输，可以实现铝合金的熔化、凝固和组织调控。
自然对流传热在空气冷却式冷凝器和散热器等设备中的应用，可以提高设备的传热效率，降低设备的能耗。
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冶金传输原理说课
冶金传输原理是指在冶金过程中，通过各种方式将原料、能源和产品等物质进行传输的原理。
冶金传输原理的研究对于提高冶金生产效率、降低能耗和环境污染具有重要意义。
冶金传输原理主要包括物料传输原理、能量传输原理和信息传输原理。
物料传输原理是指在冶金过程中，如何将原料从一个地方转移到另一个地方。
这涉及到物料的输送、搬运和储存等问题。
物料传输可以通过机械传输、管道传输、气体传输等方式进行。
其中，机械传输主要包括皮带输送机、斗式提升机和螺旋输送机等设备。
管道传输主要是通过管道将物料输送到目标地点，常见的有水泥管道、油气管道等。
气体传输主要是通过气体的压力差将物料输送到目标地点，常见的有气动输送和气体管道输送等。
能量传输原理是指在冶金过程中，如何将能量从一个地方转移到另一个地方。
能量传输主要包括热能传输、电能传输和机械能传输等。
热能传输是指通过热传导、热对流和热辐射等方式将热能传输到目标地点。
电能传输是指通过电力线路将电能传输到目标地点。
机械能传输是指通过机械传动装置将机械能传输到目标地点。
信息传输原理是指在冶金过程中，如何将信息从一个地方传输到另一个地方。
信息传输主要包括人员信息传输和设备信息传输等。
人
员信息传输是指通过人员之间的交流将信息传输到目标地点。
设备信息传输是指通过传感器、仪表和控制系统等设备将信息传输到目标地点。
冶金传输原理的研究对于冶金工程师来说非常重要，它可以帮助他们了解冶金生产过程中物料、能量和信息的传输方式，从而更好地控制冶金过程，提高冶金生产效率和产品质量。
同时，冶金传输原理的研究也对于冶金装备和设备的设计和改进具有指导意义，可以提高设备的传输效率和可靠性。
冶金传输原理是冶金工程中一个重要的研究课题，它涉及到物料、能量和信息的传输方式及其应用。
通过深入研究冶金传输原理，可以提高冶金生产效率、降低能耗和环境污染，推动冶金工程的发展。