材料加工冶金传输原理
材料加工冶金传输原理
材料加工冶金传输原理一、材料加工材料加工是用各种方法（如机械、热、化学、电等）改变材料的形态、组织、结构和性能的过程。
主要分为塑性加工、切削加工、焊接、热处理等几种。
塑性加工是利用金属材料可塑性变形的特性，通过变形使其得到所需形状、尺寸和性能的过程。
常见的塑性加工方法有锻、挤压、拉伸等。
锻造是利用重锤、压力机等装置对金属材料进行加工的过程；挤压则是利用挤压机对材料进行轴向挤压得到所需的截面形状和尺寸；拉伸则是利用拉伸机将金属材料拉长而得到所需的形状。
切削加工是通过将金属材料的形状、尺寸、表面粗糙度、轮廓等进行切除，从而得到所需的形状、尺寸和性能的过程。
常见的切削加工方法有车削、铣削、钻削等。
车削是利用车床将金属材料旋转进行切除的过程；铣削则是利用铣床进行平面上的加工和修整；钻削则是利用钻床进行孔的加工。
焊接是通过固化剂的作用，将金属材料在高温或者高压的条件下进行接合的过程。
常见的焊接方法包括电弧焊、气焊、激光焊等。
热处理则是通过加热金属材料到一定温度，进行保温和冷却，改变金属组织结构从而改变其性能的过程。
常见的热处理方法包括退火、正火、淬火等。
二、冶金冶金是对金属资源进行提取、加工和利用的过程。
包括选矿、冶炼、铸造、加工等几个环节。
选矿是将含金属矿石中的金属元素和有用矿物从其它无用的矿物中进行分选的过程。
常见的选矿方法有重选、浮选等。
冶炼是将选出的含金属矿石通过热加工或者化学反应将其提炼出来的过程。
常见的冶炼方法有火法冶炼、湿法冶炼等。
铸造则是用熔融的金属材料通过铸造工艺在合适的模具内进行凝固而得到所需的形状和尺寸的过程。
常见的铸造方法有压铸法、砂型铸造法、永久模铸造法等。
加工则是对金属材料进行塑性加工和切削加工等的过程。
常见的加工方法与上述相似。
三、传输原理传输是指物体或物质在空间中向某一方向运动的过程。
而传输原理是指在某种条件下物质传递的规律、原理和机制。
材料加工和冶金的过程中，传输原理起到了至关重要的作用。
材料加工冶金传输原理
材料加工冶金传输原理材料加工冶金传输原理是指在材料加工和冶金工艺中，通过传输原理实现材料的加工、转运和处理过程。
传输原理是指材料在加工过程中的输送、转移、分配和控制，包括力学传输原理、热传输原理和质量传输原理等。
本文将从这几个方面详细介绍材料加工冶金传输原理的相关知识。
力学传输原理是指在材料加工和冶金过程中，材料的输送、转移和分配所涉及的力学原理。
力学传输原理主要包括流体力学、固体力学和材料力学等内容。
在材料加工过程中，流体力学的应用非常广泛，例如在液态金属的输送和流动控制中起着重要作用；而固体力学则主要应用于材料的挤压、拉伸和压缩等加工过程；材料力学则涉及材料的力学性能和变形特性等方面。
通过力学传输原理的应用，可以实现材料的精确加工和高效转运。
热传输原理是指在材料加工和冶金过程中，材料的热能传输和热平衡所涉及的热力学原理。
热传输原理主要包括传热、传质和相变等内容。
在材料加工过程中，传热原理的应用非常重要，例如在熔炼、淬火和热处理等工艺中需要控制材料的温度分布和热量传递；传质原理则涉及材料中物质的扩散和迁移过程；相变原理则涉及材料的凝固、晶化和相变等现象。
通过热传输原理的应用，可以实现材料的精确加热、快速冷却和晶粒控制。
质量传输原理是指在材料加工和冶金过程中，材料的组分传输和质量平衡所涉及的化学原理。
质量传输原理主要包括物质传递、反应动力学和表面扩散等内容。
在材料加工过程中，物质传递原理的应用非常重要，例如在金属的溶解、析出和合金化等过程中需要控制材料中各种元素的含量和分布；反应动力学则涉及材料中化学反应的速率和平衡；表面扩散则涉及材料的表面吸附和扩散过程。
通过质量传输原理的应用，可以实现材料的精确控制和组分调整。
综上所述，材料加工冶金传输原理是材料加工和冶金工艺中的关键技术之一，通过力学传输原理、热传输原理和质量传输原理的应用，可以实现材料的精确加工、高效转运和质量控制。
在未来的发展中，随着科学技术的不断进步，材料加工冶金传输原理将发挥越来越重要的作用，为材料工程和冶金工艺的发展提供更加可靠的理论和技术支持。
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。
材料加工冶金传输原理 -回复
材料加工冶金传输原理 -回复材料加工、冶金和传输原理是材料科学的三个重要组成部分，它们分别涉及材料的制备、改性、加工和应用等方面，相互关联、相辅相成。
本文将重点探讨材料加工、冶金和传输原理的基础概念、主要理论和应用现状。
一、材料加工原理材料加工是指将原材料通过机械加工、热加工、化学加工、物理加工等多种方法，将其加工成为所需形状、尺寸、性能和用途的制品的过程。
材料加工过程中，需要了解材料的物理化学性质、力学特性和加工工艺等方面的知识。
材料加工原理是指为了实现材料加工制品所需的形状、尺寸、性能和用途等方面要求，从材料的结构、力学性能、加工工艺等多方面考虑而形成的一套知识体系。
材料加工原理包括的内容：1.材料的基本性质：材料的物理性质、化学性质、结构性质等；2.加工原理：材料加工的机械加工、热加工、化学加工、物理加工原理等；3.加工工艺：包括材料成型、热处理、表面处理等加工过程；4.加工设备：包括机床、热处理设备、表面处理设备等。
二、冶金原理冶金是指以金属、合金及其复合材料等为材料对象，以改变其物理化学性质或金属的形态结构为目的，运用物理、化学、热力学等原理和技术，进行提纯、制备、加工以及新材料的设计、制备和应用等各个方面的活动。
冶金原理是为了合理实现金属材料的改性、提纯、计量等目的，从物理化学、热力学、动力学等方面考虑而形成的一套知识体系。
1.金属物理化学性质：金属的晶体结构、电子结构、成分组成等；2.金属提纯原理：金属提纯的物理原理、化学原理、电化学原理等；3.金属加工原理：涉及金属的锻造、压力处理、复合材料及其成形技术等方面；4.金属的热处理原理：包括金属的淬火、退火、均化等技术。
三、传输原理传输原理是指事物从一个地点、介质或状态到达另一个地点、介质或状态的过程。
在材料学中，传输原理通常指材料在制备、加工、应用等过程中的传输，包括质量传输、热传输、电传输、存储传输等方面。
传输原理是材料科学中的重要理论，它能够预测材料的各种性能，指导材料的制备和应用。
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。
材料加工冶金传输原理
传输过程：物理量从非平衡状态朝平衡状态转移的过程动量传输：在垂直于实际流体流动方向上，动量由高速度区向低速度区的转移。
热量传输：是热量由高温区向低温区的转移。
质量传输：质量传输是指物系中的一个或几个组分由高浓度区向低浓度区的转移。
相对于固体，流体在力学上的特点：＊流体不能承受拉力；＊对于牛顿流体：切应力与应变的时间变化率成比例，而对弹性体（固体）来说，其切应力则与应变成比例。
＊固体只能以静变形抵抗剪切力，流体则连续变形，除非外力作用停止。
流体的粘性：在作相对运动的两流体层的接触面上，存在一对等值而反向的作用力来阻碍两相邻流体层作相对运动，流体的这种性质叫做流体的粘性。
由粘性产生的作用力叫做粘性阻力或内摩擦力。
流体中出现粘性的原因：由于分子间内聚力（引力）和流体分子的垂直流动方向热运动（出现能量交换）。
在液体中以前者为主，气体中以后者为主，所以液体的粘度随温度升高而减小，由于温度升高时分子间距增大，分子间引力减小；而气体的粘度则随温度的升高而增大，由于此时分子的热运动增强温度对粘度的影响，当温度升高时，液体的粘度降低，但是气体则与其相反，当温度升高时分子间的吸引力减小，粘度值就要降低；而造成气体粘度的主要原因是气体内部分子的杂乱运动的速度加大，速度不同的相邻气体层之间的质量和动量交换随之加剧，所以粘度值将增大。
牛顿流体:实际上，流体都具有粘性，凡流体在流动时，粘性力与速度梯度的关系都能用牛顿粘性定律全部气体和所有单相非聚合态流体(如水及甘油等)均质流体都属于牛顿流体。
理想流体是一种内部不能出现摩擦力，无粘性的流体，既不能传递拉力，也不能传递切力．它只能传递压力和在压力作用下流动，同时它还是不可被压缩的。
非稳定流:如果流场的运动参数不仅随位置改变，又随时间不同而变化;稳定流:如果运动参数只随位置改变而与时间无关;迹线定义：迹线就是流体质点运动的轨迹线迹线的特点是：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，与时间无关连续性微分方程：连续性微分方程的物理意义：流体在单位时间内流经单位体积空间输出与输入的质量差与其内部质量变化的代数和为零。
材料加工冶金传输原理课件(吴树森概要
Pa
2018/10/14
4
第一章 动量传输的基本概念
1、 1 流体及连续介质模型 在剪切应力的作用下会发生 连续的变形的物质。
1、流体的定义:
流体的密度
m lin v 0 V
ΔV 从宏观上看应足够小， 而从微观上看应足够大。
2018/10/14
5
1.1 流体的概念及连续介质模型
2018/10/14
27
Fn Fτ
F
2018/10/14
22
流体的静压力及其特点： 2. 流体中任意点上的静压力在各方向上均相等而 与方向无关。 证明：在静止的流体中取一无限小的三角形，(如 图所示）它包含有P点。三角体的厚度取单位厚 度，现分析其受力的情况，先考虑X方向的力： dz=1 y
dy
Pθ dx 2 dy 2
P2 2 1 P1
2 1
P1 P2
2、 等压时（P1=P2）
2
T1 1 T2
T0 0 t 0 Tt 1 t
β=1/273
11
2 1
2018/10/14
T2 T1
流体的基本性质 当气体的压力不太高（<10kPa) ,或速度不太高 (<70m/s)时，可认为是不可压缩的。 3、绝热时 当气体没有摩擦，又没有热交换时， 可认为是绝热可逆过程 ：
第一篇
动量的传输
概述 冶金过程：是物理化学过程、动量、热量、质 量传输过程的组合过程。 传输理论的基础：质量守恒定律；动量守恒定 律；能量守恒定律。 研究的目的：研究速率过程（动量、热量、质 量） 本学科的现状与发展
2018/10/14
2
工程单位制 ； 基本单位：长度，时间，力 一 单位制： 国际单位制；基本单位：长度，时间，质量 工程单位制规定：质量为1kg的物体在标准重力加速度处所 受的引力为1kg力。 缺点g 随地点的不同而异，力不能作为基本单位，且kg Kgf是不同的概念。 国际单位制： 基本单位： 米（m） 公斤（kg）秒（s）度（℃）（K） 导出单位：力—牛顿（1N=1kg×m/S） 能量——焦耳（1J=1kg· ㎡/S² ） 压力（强）——帕斯卡（Pa=N/㎡） 功率——瓦（W=J/s）
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（原创实用版）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正文一、材料加工冶金传输原理在材料加工和冶金工程中，流体流动、传热和传质过程是重要的环节，它们对整个工艺过程的产生和影响不容忽视。
为了更好地理解和掌握这些过程，我们需要从动量、热量和质量传输的角度进行深入研究。
1.动量传输动量传输是指流体在运动过程中，由于流速和压力的变化导致动量的传递。
在材料加工和冶金工程中，动量传输通常涉及到流体的输送和混合过程，以及流体与固体颗粒之间的作用力。
2.热量传输热量传输是指热量从高温区域向低温区域传递的过程。
在材料加工和冶金工程中，热量传输主要包括热传导、热对流和热辐射三种方式。
其中，热对流是指由于流体的流动导致热量的传递过程。
3.质量传输质量传输是指物质在流体中传递的过程。
在材料加工和冶金工程中，质量传输通常涉及到溶质、悬浮颗粒和气泡等在流体中的传递和分离过程。
二、自然对流传热的计算在制冷装置中，自然对流空气冷却式冷凝器和强制通风空气冷却式冷凝器是两种常见的传热设备。
下面分别介绍它们的传热计算方法。
1.自然对流空气冷却式冷凝器的传热计算自然对流空气冷却式冷凝器的传热计算通常采用牛顿冷却定律和热传导定律相结合的方法。
首先，需要确定冷凝器的热负荷和传热系数；其次，根据冷凝器的结构和材料，计算出冷凝器的热传导阻力和热容；最后，利用牛顿冷却定律计算出冷凝器的传热速率。
2.强制通风空气冷却式冷凝器的传热计算强制通风空气冷却式冷凝器的传热计算通常采用对流传热公式进行计算。
首先，需要确定冷凝器的热负荷和传热系数；其次，根据冷凝器的结构和材料，计算出冷凝器的对流换热系数；最后，利用对流传热公式计算出冷凝器的传热速率。
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。
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)
材料加工冶金传输原理概念
流体：在自然界中能够流动的物质。
流体密度:单位体积流体所具有的质量。
KG/M3重度：单位体积流体所有的重量N/M3比体积:单位质量流体所具有的体积M3/KG流体压缩性及膨胀性：流体的体积随所受压力的增加而减小，或随温度的升高而增大。
黏性：在自然界中，实际流体流动时，其本身所表现出的一种阻滞流体流动的性质。
（起因：流体分子间的内聚力和分子热运动）流体流层间产生切应力的现象称为流体的黏性，这种切应力称为黏性力。
牛顿黏性定律：流体的黏性力与速度成正比，与接触面积成正比，与两板间距成反比。
所有气体以及绝大多数简单液体，熔融金属和炉渣都遵循牛顿黏性定律，这些流体称为牛顿流体。
某些聚合物，如泥沙和糨糊不服从牛顿黏性定律称为非牛顿流体。
黏度：以F=U.DV/DY.A可以看出U为决定流体黏性的比例系数，称为流体的动力黏性系数或动力黏度Pa.S 物理意义：在Y方向的速度变化率（速度梯度，即为垂直于流体流动方向的速度变化率）为一个单位时，单位面积上的黏性力表征流体阻滞流动的能力。
黏度仅与温度有关，与压力关系不大。
黏性动量通量：单位时间通过单位面积M传递的黏性动量，称为黏性动量通量，相当于单位面积上的黏性力。
具有黏性的流体叫做实际流体（流体都是具有黏性的）理想流体（无黏性流体）根据起因不同流体流动可分为自然流动和强制流动。
自然流动：在流体流动的体系内，因各部分流体的密度不同而产生浮力作用所构成的流动称为自然流动。
强制流动：在封闭的体系内，流体因外力作用所构成的流动称为强制流动。
迹线:流体质点在空间运动的轨迹。
流线：同一瞬间不同位置上质点运动方向的总和，流管：流场中由无数根流线所组成的截面为一封闭曲线的管状表面流束：流管内部的全部流体。
流量：单位时间内流过某一过流断面的流体数量称为流量，微元体（元体）：由质点组成的比质点稍大的体积单元。
常物性：在微元体内，各质点的物理参数相差不大，可以认为微元体内各物理量为常数，称为常物性。
冶金传输原理
冶金传输原理
冶金传输原理是一种利用热能运动的传输原理，它可以将金属的能量传输到另一处。
原理上可以分为三个步骤：第一步，金属受到外力，金属表面的温度会上升；第二步，金属表面的温度会出现一定的温差，金属的热能会被传输到外部，金属表面的温度会减少；第三步，金属表面的温度会在一定的温差下减少，金属表面的热能会被传输到另一处，从而形成冶金传输原理。
冶金传输原理可以用来传输原料、产品或已熔化的金属。
传输的有效距离取决于金属的特性、系统的设计和制造技术，可以利用炉子之间的金属热量传输，得到较为有效的金属冶炼。
冶金传输原理是金属冶炼中一个重要的部分，从温度上可以实现温度控制，从而可以提高冶炼质量、降低能耗、提高运行效率。
材料加工冶金传输原理吴树森
M
ABM CD
d
(
dx 0
vxdy)dx
从AC面流出的动量：v
d dx
(
0
vxdy)dx
2024/10/10
11
x方向净输出动量的速率：
0
vx2dy
d dx
(
0
vx2dy)dx
0
vx2dy
v
d dx
(
0
vx dy )dx
d dx
(
0
vx2dy)dx
v
d dx
(
0
vx dy )dx
净输出控制体的动量之速率 作用于控制体的外力之和
即：沿y方向上可分为三个区：层流底层，缓冲区，湍 流关键区。
层流边界层
过渡区 湍流边界层
v∞
v∞
紊流关键区
v∞
vx
缓冲区 vx
层流底层
2024/10/10
4
一般平板 :
实验表明 : 4.1.3 管流边界层:
Le起始段
Rec 3105
1
L Re
层流
湍流
层流：当Re Re c,即层流边
界层在流过一段距离后其（x)
当流体绕物体流动时，常会发生边界层旳脱离，而形成回 流区，以流体绕圆柱体流动为例，来阐明该现象。
当流体流经如图所示旳
圆柱表面时形成如图所示旳 附面层，（图中虚线）A点
C BD
E
旳速度为零叫滞点，从A点
到B点，因为截面旳减小，
则流速增长，压力减小，从B点到C点，截面增长速度减小， 压力增长，因而曲面边界层旳特点是在x方向有压力梯度。 而正是这个压力梯度使得边界层发生脱离和漩涡产生。
第四章
冶金传输原理 -回复
冶金传输原理-回复
冶金传输原理指的是将冶金产品（如熔融金属或粉末）从一个位置传输到另一个位置的原理。
冶金传输原理可以分为以下几种：
1. 重力传输：重力传输是指利用重力将冶金产品从高处传输到低处。
例如，熔融金属从炉底流出，通过导流管道流向铸造腔或保温水槽等。
2. 机械传输：机械传输是指利用机械力量将冶金产品从一个位置传输到另一个位置。
例如，使用输送带将矿石从矿山运输到炉料仓，或使用电动叉车将熔融金属从铸造腔中取出，运输到下一个加工工序。
3. 气力传输：气力传输是指利用气流将冶金产品从一个位置传输到另一个位置。
例如，在粉末冶金中，通过气力输送将粉末从一个反应室输送到另一个反应室进行合成反应。
4. 液力传输：液力传输是指利用液流将冶金产品从一个位置传输到另一个位置。
例如，在冶金生产过程中，通过液力球体传输机将熔融金属从一个铸造腔传输到另一个铸造腔进行加工。
以上是常见的冶金传输原理，不同的传输方式适用于不同的冶金工艺和产品，冶金工作者需要根据具体情况选择合适的传输方式。
材料加工冶金传输原理课程设计
材料加工冶金传输原理课程设计介绍本次课程设计是针对材料加工冶金传输原理展开的，是一门应用精益求精的工程学科，是工程技术发展的重要基础学科，本次课程设计旨在通过实际案例分析和解决方案的设计，提高同学们的综合能力和解决问题的能力，为同学们今后从事相关领域的工作打下基础。
课程设计内容本次课程设计将着重研究材料加工冶金传输原理中的以下内容：1.传热传质的基本原理2.材料加工冶金中的传热传质问题3.典型加工和冶金工艺中的传热传质控制4.基于实际案例的传热传质控制方案设计课程设计目的通过本次课程设计，同学们将能够深入理解和掌握材料加工冶金传输原理相关的基础理论和实际应用知识，能够使用学习到的知识和技能，分析和解决实际问题，提升自己的综合素质和实用能力。
课程设计过程第一步：案例分析首先，我们需要选取一些实际材料加工冶金领域中的案例，对传热传质过程进行分析，找到存在的问题和可能存在的解决方案。
例如，在焊接加工领域中，传热传质问题是非常严重的，我们可以以此为例进行研究。
第二步：理论研究在进行传热传质问题的研究之前，我们需要对基本理论进行学习和掌握。
根据所选取的案例，我们需要了解相关的传热传质理论知识，例如热传导、热对流和热辐射等方面的知识。
第三步：实验设计在深入探究所选案例的传热传质问题后，我们需要设计实验来验证所得解决方案的可行性。
例如，在焊接加工领域中，我们可以设计实验来验证热流密度对焊接质量的影响等。
第四步：数据分析在设计实验并获取相关数据之后，我们需要对数据进行分析，以判断所得解决方案的可行性。
例如，在焊接加工领域中，我们可以通过数据分析来判断热流密度对焊接质量的影响。
第五步：解决方案设计根据所得的数据和分析结果，我们需要设计出相应的解决方案，并在实际应用中进行验证。
例如，在焊接加工领域中，我们可以基于实验结果设计出更加合理的焊接控制方案，以提高焊接质量。
总结本次课程设计旨在通过实际案例分析和解决方案的设计，提高同学们的综合能力和解决问题的能力，深入理解和掌握材料加工冶金传输原理的相关知识和技能。
冶金传输原理在材料加工中的应用
冶金传输原理在材料加工中的应用1. 引言在材料加工过程中，冶金传输原理被广泛应用。
冶金传输原理是指通过物质的传输来实现热量、质量、能量等在材料之间的转移过程。
它是材料加工过程中的关键因素，对于提高材料加工效率、质量和节约能源具有重要意义。
2. 冶金传输原理在材料加工中的应用：2.1 传热传质•热传导：冶金传输原理在材料加工过程中的一个重要应用是传热传质。
通过优化材料的热导率、热容量和温度差等因素，实现材料加热或冷却过程的控制，从而提高材料加工的效率和质量。
•传质过程：冶金传输原理还可以用于材料加工过程中的传质过程。
通过控制材料的温度、浓度差和界面传输速率等因素，实现材料中化学物质的传递，从而促进材料的形成、改性或合金化等。
2.2 流体力学•流体流动：在材料加工中，流体力学是一个重要的研究领域。
冶金传输原理在流体流动中的应用主要体现在优化流体的流动相、流动速率和流动路径等方面，从而实现材料加工中的液态金属的充填、注射和浇铸等工艺的控制和优化。
•流体动力学：流体动力学是流体力学研究的一个重要分支，它研究的是流体在运动过程中的力学行为。
冶金传输原理在流体动力学中的应用主要包括流体的动压力、湍流的抗阻力以及流道的设计等方面，从而优化流体在材料加工过程中的流动性能和控制流体中的能量转换过程。
2.3 电磁传输•电磁感应：电磁传输是利用电磁场的变化来实现能量、质量或信息的传递过程。
冶金传输原理在材料加工中的应用主要体现在利用电磁感应的原理来实现电场、磁场和电磁波等能量在材料中的传导和转换，从而实现对材料的加热、控制和变形等过程。
•电磁阻尼：电磁阻尼是一种阻碍电磁振动传播的物理现象。
冶金传输原理在材料加工中的应用主要包括利用电磁感应的原理来实现对材料导电性、磁导率和电磁波传播速度等性质的控制，从而实现对材料加工过程中的电磁场的控制和优化。
3. 结论冶金传输原理在材料加工中的应用对于提高材料加工效率、质量和节约能源具有重要意义。
材料加工冶金传输原理课件(吴树森
∴导热微分方程为：
边界条件为： x =0，t= tw1 ； x=， t = tw2 上述微分方程是一二阶线性常微分方程，积分二次 得：
2013-7-25 4
t c1 x c2
式中： c1 、 c2 为积分常数，由边界条件（B· C） 确定。 将B· C代入得：
2013-7-25
8
•二 , 多层平壁的导热
工程中许多平壁并不是由单一的材料组成的而是 由多种材料组成的复合平壁.如工业炉中的炉墙就是由 耐火砖、绝热砖、金属护板等不同的材料组成的多层 平壁,由于各层平壁的的不同，它们的热阻亦是不同 的. 其求解方法可利用单层平壁的结果,即一维稳态时 通过各层平壁的热通量(热流量)处处相等. 如果通过第一层的热量大于第二层的热量,说明第 一层就有了热量的积蓄,其温度就会升高,而这是一个 非稳态传热,这与假定条件不符. 考虑如图所示由三层材料组成的无限大平壁,假定 个层面接触良好,接触面上具有均匀的温度,各层的温 度及厚度如图所示.
22
联立解得：
C1 t f 2 - t f1 1 1 h h 2 1
C2 t f 1 t f 2 - t f1 1 1 h1 h h 2 1
将积分常数代入式（10－46）即得温度分布：
1 x t f 2 - t f 1 t h 1 1 1 h1 h2 t f1
13
2013-7-25
讨论：
1. 关于夹层温度
在计算中我们仍假定了材料的导热系数为常数并 取其平均温度下的导热系数，而实际问题中知道的是 多层平壁的两个外表面温度，其它的温度并不知道， 即界面温度为未知，各层的导热系数又是温度的函数。 此时仅用上式计算是不够的，现一般是用试算法，是 一种逐步逼近得计算法。
材料加工冶金传输原理课件___
材料加工冶金传输原理课件___材料加工冶金传输原理课件吴树森》是一门介绍材料加工冶金传输原理的课程。
以下是该课程的基本信息：主讲教师：___课程名称：材料加工冶金传输原理课程内容：介绍材料加工和冶金过程中的传输原理，包括质量传输、热传输和动量传输等方面的知识。
课程目标：帮助学生理解材料加工和冶金中的传输原理，能够应用传输原理解决相关问题。
适用对象：该课程适用于材料科学与工程、冶金工程等相关专业的本科生和研究生。
课程时长：预计课程时长为一学期，授课内容包括理论讲解和实践案例分析。
参考教材：根据教师推荐教材进行研究。
该课程旨在通过深入浅出的讲解，帮助学生建立起对材料加工和冶金传输原理的基本认知，为将来从事相关领域的工作做好准备。
本课程旨在探讨材料加工冶金传输原理的基本概念、原理和应用。
通过研究本课程，学生将深入了解材料加工过程中的传输原理，以及如何应用这些原理来优化材料加工过程。
传热原理热传导对流传热辐射传热传质原理扩散对流传质蒸发和冷凝传动原理力学传动液压传动气动传动传感原理传感器的基本原理压力传感器温度传感器流量传感器控制原理控制系统的基本原理开环控制和闭环控制PID控制器通过研究本课程，学生将能够：理解材料加工冶金传输原理的基本概念和原理掌握传热、传质、传动、传感和控制原理的基本知识运用传输原理来分析和解决材料加工过程中的问题提出优化材料加工过程的建议和方法本课程将通过理论讲授、实例分析和实验实践相结合的方式进行教学。
每周将安排一次理论课，涵盖主要内容，并提供相关的练和案例分析。
此外，还将进行实验课程，通过实际操作来加深对传输原理的理解和应用。
学生的研究将通过作业、课堂参与和期末考试进行评估。
作业将涵盖课程中的关键概念和问题，课堂参与将考察学生对课程内容的理解和能力，期末考试将全面测试学生对课程的掌握程度。
___，材料加工冶金传输原理，机械工业出版社___，材料加工传输原理导论，高等教育出版社说明学生在修读《材料加工冶金传输原理课件吴树森》课程期间可以达到的研究目标理解材料加工冶金传输原理的基本概念和理论掌握材料加工冶金传输过程中的常见技术和方法能够分析和评估材料加工冶金传输过程中的问题，并提出解决方案培养对材料加工冶金传输原理的兴趣和研究能力在实际工程项目中应用所学的材料加工冶金传输原理进行实践和创新通过研究《材料加工冶金传输原理课件吴树森》，学生将能够全面理解和应用这门课程的知识，为未来的研究和职业发展打下坚实的基础。
- 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)。
传输过程：物理量从非平衡状态朝平衡状态转移的过程动量传输：在垂直于实际流体流动方向上，动量由高速度区向低速度区的转移。
热量传输：是热量由高温区向低温区的转移。
质量传输：质量传输是指物系中的一个或几个组分由高浓度区向低浓度区的转移。
相对于固体，流体在力学上的特点：＊流体不能承受拉力；＊对于牛顿流体：切应力与应变的时间变化率成比例，而对弹性体（固体）来说，其切应力则与应变成比例。
＊固体只能以静变形抵抗剪切力，流体则连续变形，除非外力作用停止。
流体的粘性：在作相对运动的两流体层的接触面上，存在一对等值而反向的作用力来阻碍两相邻流体层作相对运动，流体的这种性质叫做流体的粘性。
由粘性产生的作用力叫做粘性阻力或内摩擦力。
流体中出现粘性的原因：由于分子间内聚力（引力）和流体分子的垂直流动方向热运动（出现能量交换）。
在液体中以前者为主，气体中以后者为主，所以液体的粘度随温度升高而减小，由于温度升高时分子间距增大，分子间引力减小；而气体的粘度则随温度的升高而增大，由于此时分子的热运动增强温度对粘度的影响，当温度升高时，液体的粘度降低，但是气体则与其相反，当温度升高时分子间的吸引力减小，粘度值就要降低；而造成气体粘度的主要原因是气体内部分子的杂乱运动的速度加大，速度不同的相邻气体层之间的质量和动量交换随之加剧，所以粘度值将增大。
牛顿流体:实际上，流体都具有粘性，凡流体在流动时，粘性力与速度梯度的关系都能用牛顿粘性定律全部气体和所有单相非聚合态流体(如水及甘油等)均质流体都属于牛顿流体。
理想流体是一种内部不能出现摩擦力，无粘性的流体，既不能传递拉力，也不能传递切力．它只能传递压力和在压力作用下流动，同时它还是不可被压缩的。
非稳定流:如果流场的运动参数不仅随位置改变，又随时间不同而变化;稳定流:如果运动参数只随位置改变而与时间无关;迹线定义：迹线就是流体质点运动的轨迹线迹线的特点是：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，与时间无关连续性微分方程：连续性微分方程的物理意义：流体在单位时间内流经单位体积空间输出与输入的质量差与其内部质量变化的代数和为零。
流线：同一瞬时流场中连续的不同位置质点的流动方向线。
流线的三个特征：1）非稳定流时，流场中速度随时间改变，经过同一点的流线其空间方位和形状是随时间改变的；2）稳定流时，由于流场中各点流速不随时间改变，所以同一点的流线始终保持不变，且流线上质点的迹线与流线重合。
3)流线不能相交也不能转折。
流线的作用：在流线分布密集处流速大，在流线分布稀疏处流速小。
因此，流线分布的疏密程度就表示了流体运动的快慢程度流管：在流场内取任意封闭曲线L（如下图），通过曲线L上每一点连续地作流线，则流线族构成一个管状表面叫流管。
流束：在流管内取一微小曲面dA，通过dA上每个点作流线，这族流线叫做流束。
流量，是指单位时间内流经封闭管道或明渠有效截面的流体量质量力某种力场作用在流体所有质点上的力。
作用在全部质量上的非接触力称为质量力表面力：实质作用于流体外界面的力体积力：质量立与受力流体的质量成正比质量力与表面力的区别：①作用点不同：质量力作用在每一个流体质点上；表面力作用在流体的表面上②质量力与流体的质量成正比；表面力与所取流体表面积成正比③质量力是非接触力，是力场的作用；表面力是接触产生的力伯努利方程的几何意义：z是指流体质点流经给定点时所具有的位置高度，称为位置水头，简称位头；p/γ是指流体质点在给定点的压力高度，称为压力水头，简称压头：ν2/2g它表示流体质点流经给定点时，以速度ν向上喷射时所能达到的高度，称为速度水头位置水头、压力水头、速度水头三者之间和称为总水头，物理意义：zg：单位质量流体流经该点时具有的位置势能，（比位能）；p/ρ：单位质量流体流经该点时具有的压力能，（比压能）；ν2/2g：单位质量流体流经给定点时的动能，（比动能）；WR：单位质量流体在流动过程中损耗的机械能，能量损失。
伯努利方程的应用条件：1)流体运动必须是稳定流。
2)所取的有效断面必须符合缓变流条件；但两个断面间的流动可以是缓变流动，也可以是急变流动。
3)流体运动沿程流量不变。
对于有分支流(或汇流)的情况，可按总能量的守恒和转化规律列出能量方程。
4)在所讨论的两有效断面间必须没有能量的输入或输出。
层流：流体质点在流动方向上分层流动，各层互不干扰和渗混，这种流线呈平行状态的流动称为层流湍流：流体流动时，各质点在不同方向上作复杂的无规则运动，互相干扰地向前运动，这种流动称为湍流沿程阻力：它是沿流动路程上由于各流体之间的内摩擦力而产生的流动阻力也叫摩擦阻力局部阻力：流体在流动中遇局部障碍到局部障碍而产生的阻力称局部阻力，所谓局部障碍包括流道发生弯曲、流通截面扩大或缩小、流体通道中设置了各种各样的物件如阀门等脉动现象：湍流运动实质上是非稳定流动，即使边界条件恒定不变，任一点瞬时速度仍具有随机性质的变化。
但是这种变化在足够长时间内，始终是围绕某一“平均值”而上下摆动的现象几何相似：各长度之比保持一常数——相似常数（无量纲）物理相似：空间对应的点与时间对应的瞬间，表征该现象特征的所有物理量必须保持比例关系。
相似准数：在相似系统对应点上，由不同物理量组成的量纲为1的综合数群的数值必须相等，这个量纲为1的量往往为无量纲量，综合数群叫做相似准数。
相似第一定律：同名相似准数的数值相同，两物理现象相似，其实质就是从描述一个现象的定解问题出发作相似变换后能够给出描述另一现象的定解问题。
定解问题的对应相似：1）同类现象，服从自然界中同一基本规律，2）发生在几何相似的空间，具有相似的初边值条件，3）描述现象的物性参量应具有相似的变化规律。
相似第二定律：定解条件相似的同一种类现象，同时由定解条件的物理量所组成的相似准数在数值上相等。
相似第三定律：描述某现象的各种量之间的关系式可以表示成相似准数之间的函数关系式F（Л1，Л2…Лn）=0，这种关系式称为准数方程。
相似第三定律指出任何定解问题的积分结果都可以表示成由这一定解问题所导出的相似准数之间的函数关系——准数方程热量传输研究对象：热量的传递规律，传输方式、特定条件下热量传播和分布的有关规律热量传输的内在动力：温度差/温度梯度研究目的：提高生产率提高热效率、减少热损失、节能热量传递有三种基本方式：导热、对流和辐射。
导热：物体各部件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行的热量传递成为热传导。
气体、液体、导电固体和非导电固体的导热机理1）气体中的导热：气体分子不规则热运动相互碰撞2）导电固体：相当多的自由电子，自由电子的运动3）非导电固体中：晶格结构的振动，即原子、分子在其平衡位置附近的振动来实现的。
晶格结构振动的传递常称为格波(又称声子)4）液体中的导热：存在着两种不同的观点；一种观点认为液体定性上类似于气体；另一种观点认为液体的导热机理类似于非导电固体．主要靠格波的作用。
对流定义：是指流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所引起的热量传递方式。
对流换热的分类：自然对流、强制对流条件：温差、物质的宏观运动热辐射 .辐射的本质：物体通过电磁波传递能量的方式，因热的原因发出辐射能的现象称为热辐射热辐射与导热及对流相比较有以下特点：1、可在真空中传播2、伴随能量形式的转换（物体内能→电磁波→物体内能）物体中同一瞬间相同温度各点连成的面称为等温面。
在任何一个二维截面上等温面表现为等温线。
温度场习惯上用等温面图或等温线图来表示。
温度梯度：把温度场中任意一点沿等温面法线方向的温度增加率称为该点的温度梯度。
等温面等温线的特点：1、不同温度的等温面和等温线彼此不能相交2、在连续的温度场中，等温线（等温面）是完全封闭的曲线（曲面）热扩散率：物理意义：概括了物体在导热时的导热能力和物体自身的热焓变化，与热导率成正比，与物体的密度和比热容成反比。
物体内热量传输的能力。
※热扩散率大，表明物体导热时的导热量大，吸收的热量少，传输热量的能力强，热量传输快；热扩散率小，传输热量的能力小，热量传输慢。
初始条件及边界条件：定解条件：是微分方程获得适合某一特定问题的解的特定条件初始条件：初始时刻的温度分布，只适用于非稳态导热。
边界条件：导热物体边界上的温度或换热情况。
第一类边界条件：给定边界上的温度值第二类边界条件：给定边界上的热流密度值第三类边界条件：给定边界上与周围流体间的换热系数及周围流体的温度非稳态导热过程的特征：1)物体内温度的变化，存在着部分物体不参与变化和整个物体参与变化的两个阶段。
2)不同位置达到指定温度的时间不同，这是非稳态导热问题求解的重要任务。
3)在热量传递的过程中，由于物体本身的温度变化要积蓄(或放出)热量，传热开始时这份热量较大，随着物体温度的变化，这份热量逐渐减小，在热平衡状态下降为零。
对流换热：流体流过固体物体表面所发生的热量传递自然对流换热的特点自然流动或自然对流：静止流体与固体表面接触，存在温度差，引起密度差，在浮力作用下产生流体上下的相对运动。
热辐射概念：因热的原因而产生的电磁波辐射称为热辐射，不同的电磁波位于一定的波长区段内。
热辐射中的现象吸收、反射和穿透现象通常把吸收率为1的物体叫做绝对黑体，简称黑体；把反射率为1的物体叫做镜体（当反射为漫反射时称绝对白体）；把穿透率为1的物体叫做透明体。
辐射力：物体在单位时间内单位表面积向表面上半球空间所有方向发射的全部波长的总辐射能量基尔霍夫定律：物理意义：任何物体的辐射力与它对来自同温度黑体辐射的吸收率的比值，与物性无关而仅取决于温度，恒等于同温度下黑体的辐射力Welcome To Download !!!欢迎您的下载，资料仅供参考！。