冶金传输原理 张先棹.pdf

冶金传输原理教学大纲冶金传输原理教学大纲 一一 课程简介课程简介 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45 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 二二 课程性质、目的与任务课程性质、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。 三三 教学基本内容与基本要求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。 四四 教学内容及学时分配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 A 1.2 流体的性质 A 1.3 粘性动量通量、粘性力 A Δ 1.4 分析作用在流体上的力 C 第二章 第二章 流场运动的描述 4 2.1 流场运动描述的两种方法 C 2.2 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 B 2.4 流函数、势函数 B 2.5 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 Δ 2.3 理想流体的欧拉方程 A 2.4 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 A 3.2 不可压缩流体的管流摩擦阻力 A Δ 3.3 不可压缩流体的管流局部压力损失 B 3.4 管路计算 B 3.5 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 Δ 5.3 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 Δ 6.3 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 B 6.5 渐缩喷管与拉瓦尔喷管 B 6.6 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 A 7.2 对现象的一般数学描述及单值条件 B 7.3 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 A 8.2 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 Δ 8.4 初始条件和边界条件 A 第九章 导热 8 9.1 稳态导热 A Δ 9.2 不稳态导热 A Δ 9.3 导热的数值解法 A 第十章 对流 6 10.1 对流给热的一般分析 A 10.2 平板层流给热的分析解法 A Δ 10.3 层流边界层的近似积分解 B Δ 10.4 动量传输和热量传输的类比方法 B 10.5 相似理论指导下的实验方法 B 第十一章 辐射换热 6 11.1 基本概念 A 11.2 黑体辐射的基本定律 A Δ 11.3 实际物体的辐射 A 11.4 角系数 A Δ 11.5 两表面间的辐射换热 A 11.6 辐射的网格方法 A 11.7 气体辐射 C 第十二章 质量传输 4 12.1 质量传输的基本定律 A Δ 12.2 扩散传质 A 12.3 对流传质 A Δ 12.4 三传的类比 B （教学要求A熟练掌握；B掌握；C了解） 五五 实习、实验项目及学时分配实习、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 六六 教学方法与手段教学方法与手段 理论教学、上机实习、实验教学、多媒体教学 七七 参考书目参考书目 1.TRANSPORT PHENOMENASecond Edition R.Byron Bird Warren E.Stewart Edwin N.Lightfoot 、化学工业出版社、2002.8 2 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，1984 3 计算流体力学 吴子牛，北京科学出版社，2001 八八 大纲编写的依据与说明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。