浅谈冶金传输原理本科课程教学
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。
冶金传输过程课程设计
冶金传输过程课程设计 一、教学目标 本节课的教学目标是让学生掌握冶金传输过程的基本概念、原理和应用，提高学生的科学素养和实际操作能力，培养学生对冶金传输过程的兴趣和热情。
具体来说，知识目标包括： 1. 掌握冶金传输过程的基本概念和原理； 2. 了解冶金传输过程在不同领域的应用； 3. 理解冶金传输过程中的关键技术问题和解决方案。 技能目标包括： 1. 能够运用所学知识分析和解决实际问题； 2. 能够运用科学方法进行实验和观察； 3. 能够运用现代技术手段获取和处理信息。 情感态度价值观目标包括： 1. 培养学生对科学的热爱和好奇心； 2. 培养学生的创新精神和团队合作意识； 3. 培养学生的社会责任感，使他们在未来能为社会发展做出贡献。 二、教学内容 本节课的教学内容主要包括以下几个部分： 1. 冶金传输过程的基本概念和原理：介绍冶金传输过程的定义、分类和基本原理，使学生了解冶金传输过程的基本情况。
2. 冶金传输过程的应用：通过实例分析，使学生了解冶金传输过程在各个领域的应用，提高学生的实际操作能力。
3. 冶金传输过程中的关键技术问题和解决方案：分析冶金传输过程中的关键技术问题，引导学生思考解决方案，培养学生的创新思维。
三、教学方法 为了实现本节课的教学目标，将采用以下几种教学方法： 1. 讲授法：通过讲解冶金传输过程的基本概念和原理，使学生掌握基础知识。
2. 案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解冶金传输过程的应用，提高学生的实际操作能力。
3. 实验法：学生进行实验，使学生在实践中掌握冶金传输过程的原理和操作技巧。
4. 小组讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的团队合作意识和创新精神。
四、教学资源 为了支持本节课的教学内容和教学方法，将准备以下教学资源： 1. 教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、科学的学习资料。 2. 参考书：提供相关的参考书目，丰富学生的知识体系。 3. 多媒体资料：制作精美的多媒体课件，生动展示冶金传输过程的原理和应用。
冶金传输原理(三传
一、动量传输层流：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流体的流动型态分为层流和紊流作用于流体上的力是表面力和质量力两种不同流体的分界面一定是等压面动量传输方式有物性动量传输和对流动量传输黏性系数：表征流体变形的能力，由牛顿粘性定律所定义的系数，速度梯度为1时，单位面积上摩擦力的大小不可压缩流体：流体密度不会随压强改变而改变或该变化可忽略的流体速度边界层：在靠近边壁处速度存在明显差异的一层流体，即从速度为0到0.99倍的地方成为速度边界层理想流体：不存在黏性力或者其作用可以忽略的流体牛顿流体：符合牛顿粘性定律，流体剪切应力与速度梯度的一次方成正比的流体动量通量：单位时间通过单位面积的动量变化N/m2等压面：1等压面就是等势面2作用在静止流体中任一点的质量力必然垂直于通过该点的等压面3两种不同流体间的分界面一定是等压面流体流动的起因：自然流动、强制流动连续介质：将流体视为由连续不断的质点群构成;内部不存在间隙的介质流体微团（微元体法（精确解））：由质点组成的微小的流体单元控制体（控制体法（近似解））:流场中某一确定的空间区域，其周界称为控制面场：在空间中每点处都对应着某个物理量的精确值，在该空间存在该物理量的场附面层（边界层）：具有黏性的流体，流过固体表面时，由于流体的黏性作用在固体表面附近会形成具有速度梯度的一个薄层区域，此区域叫做附面层梯度：垂直于等值面，指向方向导数最大的方向流体动量传输的阻力损失：摩擦阻力和局部阻力流体流动的基本能量：动能、热能动量传输的实质：力和能量的传递相似理论：具有相同运动规律的同类物理现象作类似现象中，表征过程的同类各物理量之间彼此相似相似条件：1几何相似：两类现象各部分比例为常数2物理相似：物理过程相同，数学描述相同3初始条件和边界条件相似(包括几何和物理)相似的充要条件：相似常数存在，相似准数相等因次（量纲）：物理量单位的种类因此和谐原理：物理方程中各项的因此必须相等Π定理：Π=n-m n：物理量个数，m：基本因次个数Π：独立相似准数个数公式：二、热量传输薄材与厚材：不是指几何性质，而是物体内外温差较小或者趋近于0的是薄材，否则就是厚材热量传输的基本方式：导热、对流、辐射等温面：温度场中，同一瞬间相同温度各点构成的面傅克方程物理意义：包括导热和对流的一般性传热规律平壁和曲壁导热异同：平壁：单位面积热量不变。
大学一年级冶金学教案
大学一年级冶金学教案第一节：引言本教案为大学一年级冶金学课程的指导教案，旨在帮助学生了解冶金学的基本概念、原理和应用。
通过系统的教学安排和有效的教学方法，培养学生的冶金学基础知识及实践能力。
本教案将以理论与实践相结合的方式进行教学设计，以确保学生能全面掌握冶金学的核心内容。
第二节：教学目标本节旨在明确教学目标，以引导学生在学习过程中明确学习重点和目标。
1.培养学生了解冶金学的基本概念和术语，理解冶金学的学科内涵和发展历程；2.掌握冶金学的基本原理和基础知识，了解其在工程实践中的应用；3.培养学生的实验操作技能，能够正确使用冶金学实验仪器和设备；4.发展学生的分析思考能力，培养解决实际问题的能力；5.提升学生的团队合作能力和沟通能力。
第三节：教学内容与安排本节将详细介绍教学内容和教学安排，以确保课程内容的系统性和逐步推进。
1.冶金学的基本概念和学科体系 - 冶金学的定义和研究对象- 冶金学的学科分类和研究领域 - 冶金学的学科发展与应用前景2.冶金学的基本原理和基础知识 - 金属结构与性能- 金属矿石的提取与冶炼技术 - 金属材料的加工与应用3.冶金学实验与实践- 实验设备与实验操作技巧- 冶金学实验的设计与执行- 实验数据处理与分析4.冶金学在工程实践中的应用- 金属材料的选用与设计- 冶金工艺的改进与创新- 冶金工程中的环境与资源问题第四节：教学方法与手段本节将介绍教学方法和手段，以使学生能够更好地理解和吸收教学内容。
1.讲授法：通过课堂讲解，向学生介绍冶金学的基本概念和原理；2.案例分析法：通过实际案例，帮助学生将理论知识应用到实际问题解决中；3.实验操作：通过实验操作，培养学生的实践操作能力和数据分析能力；4.讨论与交流：鼓励学生参与讨论，积极思考问题，并与同学分享自己的见解；5.课后作业与报告：布置课后作业和报告，巩固学生对冶金学知识的理解和应用能力。
第五节：教学评价与反馈本节将介绍教学评价的方式和教学反馈的机制，以实现教学效果的监控和纠正。
材料加工冶金传输原理课件(吴树森)材料加工冶金传输原理
0.3 费克定律
.
0.3 费克定律 对两组分系统，通过分子扩散
传递的组分A的质量通量密度为
jA
DAB
d A
dy
(0.5)
式中， J A
质量通量密度（
kg ）； m2 s
钢的表面渗碳
DAB (组分A在组分B中的）扩散系数(m2 S)；
dA 组分A的浓度梯度（kg
m3 );
dy
m
“—”号——质量通量的方向与浓度梯度的方向相反，即组分A 朝着浓度降低的方向传递。
0.4 三种传输现象的普遍规律
0.4 三种传输现象的普遍规律(类比关系） 对比（0.2）、（0.4）、（0.5）式
d(v) (0.2) ( 常量）
dy
q a d(CpT )
(0.4)
dy
பைடு நூலகம்
jA
材料加工冶金传 输原理
课程性质
该课是材料加工冶金工程类专业基 础课程。其特点是运用到较多高等数学方 面知识，课程难度较高，该课与冶金热力 学与动力学、金属学共同构成专业基础核
心课程。
一、什么是传输过程？绪论
传输过程是 动量传输、热量传输、质量传 输过程的总称，简称 “三传” 或者 “传递现 象”。是工程技术领域中普遍存在的物理现象。
❖ 动量传输：垂直于流体流动的方向上，动量由高速度区向 低速度区的转移。
❖ 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。
“三传”的联系：
动量、热量、质量三种传输过程有其内在的联系， 三者之间有许多相似之处，在连续介质中发生 的 “三传” 现象有共同的传递机理。在实际工 程中，三种传输现象常常是同时发生的。
冶金传输原理-第7章 对流换热ppt课件
该定律指明，实验时，必须测量出相似准数所包含的一切量。
2、相似第二定律——现象相似的条件
判断相似的充分必要 条件
凡是同一现象，如果定解条件相似，而且由定解条件的物 理量所组成的相似准数在数值上相等，则这些现象必定相似。
该定律指明，实验时，为了保证模型与实物现象相似，必须使 定解条件相似，而且，由定解条件组成的决定性准数在数值上要相 等。
7.3 热边界层概念
对流换热时，流体与壁面间存在传热温差。用细小的高灵敏的
测温元件测出的温度沿壁面y方向的变化如下图所示。
热边界层——壁面附近形成的
y
温度急剧变化的流体簿层。
y 0处，T TW；
相对过余温度
T-TW 0.99处，热边界层外缘。 T TW
T
热边界层T厚 :热度 边界层外
缘到壁面的距离。
7.4 相似理论基础
三、相似理论求解物理方程
1、粘性流体的动量平衡方程
沿x方向的纳维尔——斯托克斯方程为
ux t
ux
ux x
uy
uy y
uz
uz z
1Px2xu2x
2ux y2
2ux z2
gx
2、相似转换解相似准数
（3.46）
(‘)——实际物体的运动 （“）——实验室模型的运动
u'x t'
u'x
hA T
联立以上两式，得:
T
h
(7.3)
T y
y0
式（7.3）即为对流换热微分方 程式，该式描述了h与流体温度场的 关系。
7.2 对流换热微分方程组 7.2.1 连续性微分方程
（3.27）或（7.4）式
7.2.2 动量微分方程 (3.47)式
冶金传输原理课程多媒体教学的实践与思考
第 ２ 卷 第 ３期 ５ ２０ ０６年 ９ 月
西 安 建 筑 科 技 大 学 学 报（ 科学 社会 版）
Ｊ Ｘ ’１Ｕｎｖ ｆ ｃ ．＆ Ｔｅｈ （ ｏ ￣Ｓｉ ｃ ｄ ｉ ） ． ｉ８１ ｉ．ｏ ｈ ＂ Ａｒ ｅ ．Ｓ ｄ ｃ ｎｅ ｉｏ ｅ Ｅ ｔｎ
２ 世纪是信息时代 ， ｌ 以多媒体计算机技术和 互联网通信技术为代表 的信息技术 ， 已经广泛地
课堂教学手段 ， 提高了课程的教学质和效果。 应用到社会生活的各个领域。作为知识经济的先
导产业 ， 教育必须迅速走 向网络化和数字化。这 就要求各个学科教学的深化改革都必须依靠信息 技术 ， 使其适应信息社会的工作、 学习和生活的需 要， 要求我们要特别重视信息技术与常规课程的 整合。传统 的教学模式将 面临越来越严 峻的挑 战， 寻求新的教育教学方式 ， 运用现代化的教学手
良好基础。《 冶金传输原理＞ 多媒体教学课件的构
建， 首先主讲教师根据教学基本要求 编制 Ｐ ｗ ｒ ｏｅ
笔者在＜ 冶金传输原理＞ 课程多年 的教学实践中，
通过制作多媒体课件 ， 采用多媒体教学方法 ， 优化 Ｐ ｉ 多媒体教学脚本 ， ｏｔ ｎ 然后 由网络中心专业人员
收稿 日期 ：０ ６－０ ２０ ３—１ ６
中， 我们进行以下几个方面的工作。 （） 真细心设计课件脚本。 １认 脚本 的编写是 在对教学内容认真分析研究的基础上进行。在设
二、 多媒体课件 的应用
般而言， 基础理论课的教学对学生来说 ， 比 较枯燥乏味， 学生学习的积极性不高， 教学效果不
一
太理想。教育心理学指出： 教学内容和方法的新颖 性、 多样性 、 趣味性对激发学生学习积极性是非常 重要的。我们在《 冶金传输原理＞ 的教学中， 采用所
材料加工冶金传输原理最新版精品课件-示范课
•对流传质
N A kC C A
•材料加工中的应用
Sh kc d DAB
6. 结束语——三种传输的相似性与同时传递
[转移量 ]= [扩散率 ]× [转移推动力 ]
转移量
扩散率
动量
转移
热量
转移
q
a
质量
转 移 j (NA)
D
转移推动力
( ) d(vx) dy
(q a) d(cpT ) dy
※三个定律：普朗克定律
Eb
C15
ec2 T 1
斯蒂芬—玻尔兹曼定律
Eb
Cb
T 100
4
※角系数
基尔霍夫定律
E a
Eb
W m2
※气体辐射
5. 质量传输部分概貌
•基本概念： 通量密度、扩散系数
•传质微分方程
C A t
D
AB
(
2CA x 2
2CA y 2
2CA ) z 2
•分子传质
NA
D AB
dCA
0
展开及简化
t x
y
z
v
v x
x x x
v
v y
y y y
v
v z
z z z
又 = (x, y, z, t),
d v v v
dt t x x y y z z
(3)式变为
1 d vx vy vz 0 dt x y z
哈密顿算子
x y z
1
d
V
0
dt
V v v v
t
dxdydzdt
t
（2）
六面体内无源无汇时， （1）=（2）， (质量守恒)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
浅谈冶金传输原理本科课程教学
作者：周玉杰
来源：《新课程·中旬》2012年第08期
摘要：冶金传输原理是一门理论性和实践性强、概念多且抽象性、学术性很高的学科，并
且运用了大量的高等数学、物理以及工程力学的知识，根据讲授本门课程的经历，总结出提高
冶金传输原理教学效率的一些体会。
关键词：冶金传输原理；课堂教学；教学质量
冶金传输原理是材料、冶金、稀土等专业的重要专业基础课程之一，合理有效地进行该门
课程的教学，对学生的学习和知识的理解掌握以及对学生的进一步深造具有十分重要的意义。
开设这门课程主要是让学生掌握冶金传输过程的基本概念、理论和解析方法，深入了解动量、
热量和质量传输现象的机理，培养学生分析问题和解决问题的能力。笔者根据对该课程的理解
和讲授该门课程的经历，总结出一些提高冶金传输原理教学质量的体会。
一、重视课前预习，增强学生学习的自信心
本科学生普遍反映这门课程太难，学起来很费劲，学习效率低。其实，课前预习在学习知
识的过程中起着极其重要的作用。古人
云：“凡事预则立，不预则废。”这门课程的抽象性很高，理论性和实践性很强。比如，高
炉在正常工作时，炉内温度的变化情况，炉墙内的温度分布等学生不太清楚，也不了解实际的
冶金传热过程，而且实际的模型建立起来，推导过程用到高等数学的知识特别多。在课堂教学
中发现，如果学生课前没有预习，听起课来就显得非常被
动，一脸茫然，而且还会手忙脚乱，跟不上教师的讲课思路，甚至就根本听不懂，课堂效
率显然不好，在复习的时候更是费时费力。如果学生课前有准备，在课堂中带着问题听课，那
么上课的时候就会心中有数，在课堂上与同学及老师进行交流、合作、讨论，这在实际教学中
取得了良好的教学效果，同时预习还能培养学生学会自主
学习，以及发现问题、分析问题、解决问题的能力，最大限度地调动学生学习的积极性、
主动性，增强学生学习该门课程的自信心。
二、要求课前进行数理知识复习，提高课堂学习质量
这门课程包括三部分内容：动量传输、热量传输和质量传输，也称之为“三传原理”。三种
传输过程虽然各有特色，是三个独立的过程，但各部分之间也存在着密切的关系。课程内容中
有大量的理论推导，数理要求相对较多。从连续性方程到欧拉方程、纳维—斯托克斯（N-S）
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
方程到热量传输方程、质量传输方程的推导都会用到大量的高等数学中的微积分知识。在教学
中发现，在上述方程的推导过程以及对于不可压缩流体简化方程时，由于不少学生对高
等数学中求全导数、积分、复合函数的全微分的知识掌握不扎实，听课的时候似乎还听懂
了，但作业中类似推导其他方向的守恒方
程时，有部分学生还是有困难，因此，学生课前复习数理知识是必要的，能提高学生的课
堂学习质量。
三、加强动笔推导，加深对知识的理解掌握
该门课程涉及的推导过程比较多，而且课本上给的计算或推
导过程不详细，此时抽取学生到黑板前做题，让下面学生也推导，然后讨论其做得正确与
否，并给予纠正和补充，此时你会发现学生对于知识的理解掌握存在哪些问题，以便查漏补
缺、及时纠正。这种授课模式还能充分调动学生的主观能动性，让师生互动，共同学
习，共同探索，课堂气氛活跃，给学生充分的发表意见的机会，锻炼学生的逻辑思维和表
达能力，培养学生良好的学风。另外，在公式的推导过程中，强调解释公式推导的思路写出推
导的主要步骤，而不是把所有的推导步骤都一一罗列出来。学习这门课程必须得勤动笔，有些
计算过程是看不明白的，在教师讲的时候学生也许感觉明白了，但真正自己推导的过程中有时
还是有困难的，不知所以然，明白了推导的过程，再回过头来仔细地理解所学的知识要容易得
多，学生才能把上课听到的和课本上看到的知识真正变成自己的
知识。而且平时不动笔，考试的过程中有部分学生就有无从下手的感觉，这种方法在实际
教学中取得了较好的效果。
四、善于总结规律，提高学习效率
在授课过程中，帮助学生对知识进行对比、归纳与整理，强调共性，使学生在学习时能够
做到“举一反三”。事实上，所有的传输过程都受自然界最基本的三大物理守恒定律所支配，即
质量守恒、动量守恒和能量守恒。从这三大守恒定律出发，就可以推导出传输过程所满足的控
制方程（偏微分方程）。三种传输过程虽然所传递的量是不同的，但基本原理是相同的。比
如，三种传输过程的表达式：牛顿粘性定律、傅立叶导热定律和菲克扩散定律。分别为：τ=-
μ■，q=-λ■，J*A，Z=-DA，B■。
可以看出，三个公式在形式上都是一样的，都是讨论速率过
程，可表示为通量= -系数×梯度。并且，各对应量的单位也相同。此概念上，三种传输现
象之间存在着许多相似性。因此，可采用类比的方法来理解掌握三种传输过程，描述三种传输
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
过程的规律也可以采用类似的数学模型。这种方法能够使学生相对容易地掌握各部分的重点内
容，理解难点。因而增加了学生学习的主动性和积极性，提高了学习效率和质量。
参考文献：
[1]岳建芝，李刚.流体力学教学中的几点体会[J].科技信息，2009（29）：187.
[2]贾利晓，宋联美，穆欣.冶金传输原理课程教学改革[J]. 西部科教论坛，2009（10）.
[3]张敏，李好学.流体力学教学初探[J].河南机电高等专科学校学报，2008（11）：157-158.
[4]闵春华.流体力学教学中学生学习兴趣的培养[J].消费导刊·教育时空，2009（9）：199.