1、傳輸原理課程教學(xué)大綱課程名稱：傳輸原理 課程編碼：02100030英文名稱：Transformation Principle學(xué) 時：32學(xué)時 學(xué) 分：2學(xué)分開課學(xué)期：第四學(xué)期適用專業(yè)：金屬材料工程、無機材料工程課程類別：必修課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、材料力學(xué)。教 材：傳輸原理 吉澤生 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2002年一、課程性質(zhì)及任務(wù)本課程是材料類專業(yè)的主要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。課程教學(xué)所要達到的目的是：1、了解動量傳輸、熱量傳輸和質(zhì)量傳輸在材料科學(xué)與工程中的作用。2、掌握動量傳輸、熱量傳輸與質(zhì)量傳輸?shù)幕驹?、研究分析方法和對材料制備與加工的影響。3、學(xué)會利用傳輸原理解釋材

2、料制備與加工中的一些現(xiàn)象。二、課程內(nèi)容及學(xué)習(xí)方法1、緒論傳輸過程的基本概念，產(chǎn)生傳輸現(xiàn)象的驅(qū)動力；傳輸過程的三個基本定律；三種傳輸現(xiàn)象的普遍規(guī)律。2、流體的主要物理性質(zhì)流體的概念及連續(xù)性假設(shè)；流體的基本物理性質(zhì)，包括流體的密度、重度、比容和比重、流體的壓縮性與膨脹性；流體的粘性，包括粘性的概念、牛頓粘性定律、溫度和壓強對流體粘性的影響、理想流體的概念。3、流體靜力學(xué)作用在流體上的力，包括質(zhì)量力與表面力、流體靜壓力；流體靜力學(xué)特性，包括靜止流體的平衡方程及其積分、等壓面、靜止流體中的壓強分布、流體靜力學(xué)基本方程及其能量意義與幾何意義、流體壓強的測量、測壓計的原理及應(yīng)用；靜力學(xué)計算，包括靜止流體對

3、壁面（平面壁與曲面壁）作用力的計算。4、流體動力學(xué)基本概念，包括穩(wěn)定流與非穩(wěn)定流，跡線與流線，流管與流束，流量與平均流速；連續(xù)性方程，包括直角坐標系的連續(xù)性方程，一維總流的連續(xù)性方程；動量微分方程，包括理想流體的動量微分方程（歐拉方程），實際流體的動量微分方程（納維爾斯托克斯方程）；伯努利方程及其應(yīng)用，包括理想流體的伯努利方程，實際流體的伯努利方程，伯努利方程的應(yīng)用條件與畢托管原理；5、流動狀態(tài)與能量損失流體的流動狀態(tài)，包括雷諾試驗、流動狀態(tài)的判據(jù)雷諾數(shù)；圓管中的層流，包括速度分布、流量計算、沿程能量損失；圓管中的湍流，包括脈動現(xiàn)象與時均值的概念、層流邊界層、水力光滑管與水力粗糙管、湍流切向力

4、與速度分布；局部阻力損失系數(shù)的確定，包括斷面突然擴大的局部損失，其他類型的局部損失。6、熱量傳輸?shù)幕靖拍罨靖拍?，包括溫度場、等溫面魚等溫線、溫度梯度、熱流量與熱流密度；熱量傳輸?shù)幕痉绞脚c規(guī)律，包括導(dǎo)熱，對流與輻射7、導(dǎo)熱導(dǎo)熱微分方程，包括微分方程式、初始條件與邊界條件；一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，包括平面壁的導(dǎo)熱、圓柱壁的導(dǎo)熱；非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，包括基本概念、一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。8、對流換熱對流換熱的基本形式，包括基本概念、牛頓冷卻方式、換熱系數(shù)的影響因素；對流換熱的微分方程，包括連續(xù)性方程、動量微分方程、能量微分方程；相似原理及其在熱量傳輸中的應(yīng)用，包括相似的概念、相似準數(shù)、相似定律、相似模型分析與應(yīng)用。9、

5、輻射換熱熱輻射基礎(chǔ)，包括熱輻射的本質(zhì)、特點、熱輻射的基本概念、定律；熱輻射的工程應(yīng)用，包括灰體的的概念、輻射率的工程處理、兩物體間的輻射熱交換；10、質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍钯|(zhì)量傳輸?shù)幕痉绞剑〝U散傳質(zhì)、對流傳質(zhì)、相間傳質(zhì)；基本概念，包括濃度、速度、傳質(zhì)通量。11、傳質(zhì)微分方程及其擴散傳質(zhì)傳質(zhì)微分方程，包括方程的得出、方程的不同形式、定解條件；擴散傳質(zhì)，包括一維穩(wěn)態(tài)擴散、等摩爾逆向擴散、單向擴散；非穩(wěn)定擴散，包括忽略表面阻力的半無限大介質(zhì)中的非穩(wěn)定態(tài)擴散、簡單幾何形狀物體中的非穩(wěn)定態(tài)擴散及二維、三維非穩(wěn)態(tài)擴散、影響擴散的因素；擴散的原子理論，包括間隙擴散機制、空位擴散機制。三、課程的教學(xué)要求1、

6、緒論了解傳輸過程的概念和普遍規(guī)律。2、流體的主要物理性質(zhì)了解流體的主要物理特性，牛頓粘性定律。3、流體靜力學(xué)掌握流體靜力學(xué)特性、流體靜力學(xué)基本方程及其意義；靜止流體對壁面（平面壁與曲面壁）作用力的計算。4、流體動力學(xué)掌握流體動力學(xué)的基本概念；連續(xù)性方程、動量微分方程的導(dǎo)出和物理意義，伯努利方程及其應(yīng)用。5、流動狀態(tài)與能量損失掌握流動狀態(tài)的判據(jù)雷諾數(shù)及其應(yīng)用，圓管中層流的速度分布，流量計算，沿程能量損失；了解圓管中湍流的脈動現(xiàn)象與時均值的概念，層流邊界層，能夠區(qū)分水力光滑管與水力粗糙管；利用局部阻力損失系數(shù)進行流體動力學(xué)計算。6、熱量傳輸?shù)幕靖拍盍私鉄崃總鬏數(shù)幕靖拍睿瑹崃總鬏數(shù)幕痉绞脚c規(guī)律

7、。7、導(dǎo)熱掌握導(dǎo)熱微分方程及其初始條件與邊界條件；一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的計算問題，非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的基本概念，一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱計算方法。8、對流換熱掌握對流換熱的基本概念，牛頓冷卻方式，換熱系數(shù)的影響因素；對流換熱的微分方程的組成；了解相似的概念、相似準數(shù)和相似定律，相似模型分析應(yīng)用。9、輻射換熱掌握熱輻射的本質(zhì)、特點，掌握熱輻射的基本概念、定律；了解灰體的的概念，輻射率的工程處理，兩物體間的輻射熱交換；10、質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍钫莆召|(zhì)量傳輸?shù)幕痉绞剑|(zhì)量傳輸基本概念；11、傳質(zhì)微分方程及其擴散傳質(zhì)了解傳質(zhì)微分方程的得出，方程的不同形式，定解條件；掌握一維穩(wěn)態(tài)擴散，等摩爾逆向擴散，單向擴散；了解非穩(wěn)定擴散及其影響擴散的因素；了解擴散的原子理論中間隙擴散機制與空位擴散機制。四、課程學(xué)時分配講 課 內(nèi) 容學(xué) 時1、緒論22、流體的主要物理性質(zhì)23、流體靜力學(xué)24、流體動力學(xué)65、流動狀態(tài)與能量損失46、熱量傳輸?shù)幕靖拍?7、導(dǎo)熱38、對流換熱39、輻射換熱310、質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍?11、傳質(zhì)微分方程及其擴散傳質(zhì)2機 動2合 計32五、課程習(xí)題要求本課程習(xí)題的基本要求是：鞏固課堂講授的理論知識和基本概念。鍛煉獨立思考和分析問題的能力。結(jié)合工程實際，初步達到掌握傳輸原理在材料制備與加工中的應(yīng)用。習(xí)題的分量占自學(xué)時間的三分之一到四分之一，具體數(shù)量視習(xí)題難易程度而定。六