冶金传输原理 课件汇编
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关于冶金传输原理质量传输课件
关于冶金传输原理质量传输
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
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。
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。
材料加工冶金传输原理课件(吴树森)
用翼栅及高温，化学， 用翼栅及高温，化学，多相流动理论成功设 计制造大型气轮机，水轮机， 计制造大型气轮机，水轮机，涡喷发动机等动力 机械， 机械，为人类提供单机达百万千瓦的强大动力 。
气轮机叶片
大型水利枢纽工程，超高层建筑， 大型水利枢纽工程，超高层建筑，大跨度桥 梁等的设计和建造离不开水力学和风工程。 梁等的设计和建造离不开水力学和风工程。
50～60年代又改进为船型，阻力系数为0.45。
80年代经风洞实验系统研究后，进一步改进为鱼 型，阻力系数为0.3。
后来又出现楔型，阻力系数为0.2。
90年代以后，科研人员研制开发了气动性能更优 良的未来型汽车，阻力系数仅为0.137。
90年代以后，科研人员研制开发了气动性能更优良 的未来型汽车，阻力系数仅为0.137。
虽然生活在流体环境中， 虽然生活在流体环境中，人们对一些 流体运动却缺乏认识，比如： 流体运动却缺乏认识，比如：
1. 高尔夫球 ：表面光滑还是粗糙？ 表面光滑还是粗糙？ 2. 汽车阻力： 来自前部还是后部？ 汽车阻力： 来自前部还是后部？ 3. 机翼升力 ：来自下部还是上部？ 来自下部还是上部？
高尔夫球运动起源于15世纪的苏格兰。
现在的高尔夫球表面有许多窝，在同样大小和重量下， 现在的高尔夫球表面有许多窝，在同样大小和重量下， 飞行距离为光滑球的5倍 飞行距离为光滑球的 倍。
光滑的球和非光滑球对比
汽车发明于19世纪末 世纪末。 汽车阻力 汽车发明于 世纪末。
当时人们认为汽车高速前进时的阻力主要来自车前部 对空气的撞击。 对空气的撞击。
此后， 此后，流体力学的发展主要经历了三个阶段：
１.伯努利所提出的液体运动的能量估计及欧拉 所提出的液体运动的能量估计及欧拉 所提出的液体运动的解析方法， 所提出的液体运动的解析方法，为研究液体运 动的规律奠定了理论基础， 动的规律奠定了理论基础，从而在此基础上形 成了一门属于数学的古典“水动力学” 成了一门属于数学的古典“水动力学”（或古 流体力学” 典“流体力学”）。
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
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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绪论PPT课件
的转移； 质量传输：物质体系中一个或几个组分
由高浓度区向低浓度区的转移；
第27页/共29页
动量、热量、质量传输的相似性
牛顿粘性定律(N： d v d v
dy dy
dy
傅里叶定律（Fourier’s law）:
q dT d CpT d CpT
“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。
第7页/共29页
为什么把“三传”放在一起作为一个整体： ① “三传”具有共同的物理本质：都是物理过程。 ② “三传”具有类似的表述方程和定律。 ③ 在实际金属热态成形过程中往往包括有两种或两 种以上传输现象，它们同时存在，又相互影响，是 一个有机的整体。
数值计算
简单问题 复杂问题
第16页/共29页
六：几点说明
1、内容深要求学生课前预习。 2、课上认真听讲。 3、课后 复习、总结。 4、多练习，多作习题。
第17页/共29页
•动量、热量与质量传输的类似性
第18页/共29页
0.1 牛顿粘性定律
0.1 牛顿粘性定律
y
v v
快层
V+dv
dv τ
τ
v 慢层
第8页/共29页
第9页/共29页
传输过程的本质：
传输过程是物质或能量从非平衡态到平衡 态转移的物理过程。是某物质体系内描述体系的 物理量（如温度、速度、组分浓度等）从不平衡 状态向平衡状态转移的过程。
平衡态概念——是指体系内物理量不存在梯度。例如 热平衡是体系内的温度各处均匀一致。
不平衡态概念——是体系内物理量存在梯度，这时物 系内的物理量不均匀，就会发生物理量的传输。
由高浓度区向低浓度区的转移；
第27页/共29页
动量、热量、质量传输的相似性
牛顿粘性定律(N： d v d v
dy dy
dy
傅里叶定律（Fourier’s law）:
q dT d CpT d CpT
“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。
第7页/共29页
为什么把“三传”放在一起作为一个整体： ① “三传”具有共同的物理本质：都是物理过程。 ② “三传”具有类似的表述方程和定律。 ③ 在实际金属热态成形过程中往往包括有两种或两 种以上传输现象，它们同时存在，又相互影响，是 一个有机的整体。
数值计算
简单问题 复杂问题
第16页/共29页
六：几点说明
1、内容深要求学生课前预习。 2、课上认真听讲。 3、课后 复习、总结。 4、多练习，多作习题。
第17页/共29页
•动量、热量与质量传输的类似性
第18页/共29页
0.1 牛顿粘性定律
0.1 牛顿粘性定律
y
v v
快层
V+dv
dv τ
τ
v 慢层
第8页/共29页
第9页/共29页
传输过程的本质：
传输过程是物质或能量从非平衡态到平衡 态转移的物理过程。是某物质体系内描述体系的 物理量（如温度、速度、组分浓度等）从不平衡 状态向平衡状态转移的过程。
平衡态概念——是指体系内物理量不存在梯度。例如 热平衡是体系内的温度各处均匀一致。
不平衡态概念——是体系内物理量存在梯度，这时物 系内的物理量不均匀，就会发生物理量的传输。
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PPT课件
z
dz
dy 0yBiblioteka dx x3.2 连续性方程
单位时间输入微元体的质量-输出的质量＝累积的质量
单位时间内，x方向输入输出的流体质量为：
A点坐标（ x,y,z), 流体质点速u度 x、uy、uz,
kgkg m
kg
mm 32
ss
mm s
密度。
z
输入面（左侧面）：（ux) xdydz
输出面（右侧面）：
ux A
Y
1
1
P x P y
dux dt duy
dt
Z
1
P z
duz dt
(3.38) 欧拉方程
适用范围——可压缩、不可压缩流体，稳定流、非稳定流。
用矢量表示—— W1PDu
Dt
(3.39)
3.3 理想流体动量传输方程——欧拉方程
把 d d x u t u tx u x u x x u y u y x u z u z x a x
对于不可压缩流体ρ=常数，根据连续性方程，上式最后一项为0：
d dxu tX P x 2 x u 2 x 2 y u 2 x 2 zu 2x
3.4 实际流体动量传输方程——纳维尔-斯托克斯方程
上式两边同除以ρ，且 得：
d dxu tX 1 P x 2 x u 2 x 2 y u 2 x 2 z u 2 x
将式（b)代入式（a),方程两边同除以ρ，得：
1d d t u xx u yy u zz 0 (c)
3.2 连续性方程
引入哈密顿算子：i jk x y z
所以： U x i y j k k u x i u y j u z k u x x u y y u z z
在流场中取一微元体dxdydz，顶点A处的运动参数为：
dz
dy 0yBiblioteka dx x3.2 连续性方程
单位时间输入微元体的质量-输出的质量＝累积的质量
单位时间内，x方向输入输出的流体质量为：
A点坐标（ x,y,z), 流体质点速u度 x、uy、uz,
kgkg m
kg
mm 32
ss
mm s
密度。
z
输入面（左侧面）：（ux) xdydz
输出面（右侧面）：
ux A
Y
1
1
P x P y
dux dt duy
dt
Z
1
P z
duz dt
(3.38) 欧拉方程
适用范围——可压缩、不可压缩流体，稳定流、非稳定流。
用矢量表示—— W1PDu
Dt
(3.39)
3.3 理想流体动量传输方程——欧拉方程
把 d d x u t u tx u x u x x u y u y x u z u z x a x
对于不可压缩流体ρ=常数，根据连续性方程，上式最后一项为0：
d dxu tX P x 2 x u 2 x 2 y u 2 x 2 zu 2x
3.4 实际流体动量传输方程——纳维尔-斯托克斯方程
上式两边同除以ρ，且 得：
d dxu tX 1 P x 2 x u 2 x 2 y u 2 x 2 z u 2 x
将式（b)代入式（a),方程两边同除以ρ，得：
1d d t u xx u yy u zz 0 (c)
3.2 连续性方程
引入哈密顿算子：i jk x y z
所以： U x i y j k k u x i u y j u z k u x x u y y u z z
在流场中取一微元体dxdydz，顶点A处的运动参数为：
材料加工冶金传输原理最新版精品课件-示范课
dz
•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)
•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)
冶金传输原理课件
案例分析
货柜桥吊传输
道路、铁路运输普遍存在不易运 输大型货物的困难和高昂费用， 而这种能力至少部分可以通过货 柜桥吊技术得到保证。
ห้องสมุดไป่ตู้
船舶装载技术
介绍船运物资的存贮，包装，以 及在运输期间如何保障矿石质量 的相关技术案例。
输送带技术应用
利用输送带技术进行煤矿浓缩场 的运输及储藏，提高生产效率的 具体过程及其优点缺点的对比分 析。
基本原理
机械传输原理
探究了珠宝类物品到重金属产业 上的矿产品如何实现先进的传输 原理。
轨道运输原理
厘清了轨道式运输对人类社会产 生的作用，由设备、控制和信息 化三方面详细描述了轨道式运输 的工作原理。
流体传输原理
从油气管道、液化气体、水等各 种流体的传输，基本原理及应用 展开全面阐述。
技术要求
1
冶金传输原理课件
冶金传输原理解释了从生产区到使用区等全球范围内对矿物质、金属及合金 等各种原材料的运输和存储，本课程将由此入手进行详细介绍。
应用领域
矿石运输领域
大型矿山铁路运输的关键参 数选择及实践应用。
冶炼及相关行业
钢铁、冶金及有色行业技术 运输的分析与案例应用。
船舶运输领域
港口电气设备、金属铸造件 等长途跨洋运输相关经验总 结。
从各个角度的深入学习，如审美标准、材料、尺寸等因素进行详细的组成部分分析和探 究。
安全与可靠
传输原理的可靠性，技术的熟悉度和安全性是工业领域对该技术最为关注的方面。
2
成本与效益
冶金传输技术的成本以及在产业链上所带来的完善效益，是工业公司进行投资与 评估考虑的重要因素。
3
灵活性与快速性
原材料运输的灵活性对应用非常广泛、使用周期短的原材料在各个不同领域中进 行必要的运输与转换方案，为企业的高效发展提供丰富的可能性。
冶金传输原理PPT
摩尔分数（相对摩尔浓度） χA=CA / C
某组分在混合物中所占摩尔数值的百分数 % ，以хi示之，хA 则为混合物中组分A 所占的摩尔百分数 C为混合物中各组分的总摩尔浓度 以双组分A、B 的混合物为例，它们的关系为：
ρ= ρA + ρB kg/m3 ωA= (ρA / ρ) % χA=(CA / C)%
Fick 最早提出描述分子扩散的经验公式，他指出，在定温定 压下，任意组分的分子扩散通量与该组分的浓度梯度成正比， 其方向与梯度的方向相反。即：
C A J A D AB n A 或：j A D AB n
2018/11/10
mol kg
m2s
m2s
式中： JA： 为某组分A 沿坐标y方向的扩散通量 mol/㎡s DA： 比例系数，叫扩散系数 dCA/dy： A 沿坐标Y方向的浓度梯度，负号表示分子扩散沿 浓度减小的方向。 上二式均表示浓度梯度决定的分子扩散通量，与流动主 体是静止状态还是流动状态无关，不同的是，在静止的流体中， JA是表示相对于静止坐标的通量，而在流动的介质中JA则表示 相对于流动主体平均速度的通量。
第一章
质量传输的基本概念
质量传质简称传质，是以物质传递的运动规律作为研究对 象的。所谓质量传输过程，即物质从物体或空间的一部分 转移到另一部分的过程叫传质。
当一个体系内部的一种或几种物质组分的浓度不均匀时， 各组分就会从浓度高的地方向浓度低的地方转移，故其推 动力是浓度差。 冶金过程中的传质发生在不同的物质和不同的浓度之间， 而大多数则发生在二相物质之间 如：氧化、还原、燃烧、汽化、渗碳等是 气—— 固相间发生 吸收、吹炼 气—— 液相间 溶解、浸出、置换 液—— 固相间
从单位（㎡/s）上看Di同、a的一样，是一个很重要的参 数，是一物性参数， Fick定律即为其定义式，其数值的大 小反映了物质扩散能力的大小。
材料加工冶金传输原理课件(吴树森
2 t d 2t a 2 0 t 仅是 x的函数 0 2 x dx
∴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。
∴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：
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•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.
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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
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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。
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Water cooling
Water cooling Copper mould
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教材及参考书目：
1、冶金传输原理， 张先棹主编 冶金工业出版社 1995 2、冶金传输原理基础， 沈颐身 李保卫·吴懋林 著 冶金工业出版社 2000 3、传递现象， R. B. 博德 等著， 戴干策等译 化学工业出版社 2004 4、（工程）流体力学， 多种版本 5、传热学，周筠清编，冶金工业出版社 6、传热学，杨世铭 （及其他多种版本）等。
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§1.1 流体的定义和特征
一、流体的定义：
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§1.6
§1.7
流体的粘性
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§1.1 流体的定义和特征
一、流体的定义
自然界物质存在的主要形态：固态、液态和气态 具有流动性的物体（即能够流动的物体）。
流动性 y ：在微小剪切力作用下会发生连续变形的特性。
流体包括液体和气体
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u=V
t0
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冶金传输原理导论
（所有老师用统一课件PPT) 1、什么是传输现象？ （横向学科及其作用） 本课程的历史与地位：基础课、专业基础课（主干 课）、专业课 三传：传热 传质 传动量----物理过程
传热学 传质学 流体力学 （无静力学） 温度场 浓度场 速度场 （设计，创新，改造，诊断等） 现象 = 三传一反 （物理+化学过程） 为化学反应输送所需。 还有没解决的问题：紊流，多相流等。
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冶金传输原理－动量传输部分
动量传输的研究对象是什么？ 流动的 流体
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2018/10/28
12
第一章 绪论
§1.1
§1.2 §1.3 §1.4 §1.5
流体的定义和特征
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2、为什么研究传输现象？ 提高化学反应速度和过程效率。
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Fluid Modeling A fluid can be modeled in one of two ways: as a collection of individual, interacting molecules (Molecular Model) or as a continuum in which properties are defined to be continuous throughout space (Continuum Model). • Macroscale fluid mechanics is based on continuum model. But if the molecules are sparsely distributed relative to the length scale of the flow, assuming continuity of fluid and flow properties may lead to wrong results. • Consider measuring the density of a fluid for a certain sampling volume of space.
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