冶金传输原理 课件汇编
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2018/10/28 第三，学习研究复杂过程和理论的方法。 10
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
何为“动量”？其与“动能”有何区别？
2018/10/28 11
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
流体作为连续介质的假设 作用在流体上的力 表面力 质量力 流体的密度 流体的压缩性和膨胀性
Water cooling
4
2018/10/28
5
高炉生产设备
2018/10/28 6
转炉炉口装料
转炉车间
2018/10/28 7
钢铁工业是一个涉及物理化学过程的复百度文库流程（高温化学工业）。
特点：高温传热过程、多相反应、流体流动、物质扩散
冶金过程必然会涉及到以下现象： 1) 物料的加热过程，物料的冷却过程 2) 流体的流动状态、速度和流动动力 3) 物料扩散、搅拌及其均匀性
2、为什么研究传输现象？ 提高化学反应速度和过程效率。
科学研究不断深入的需要。 问题：*如何搅拌高温钢水？（加料均匀分布和温度均匀） *转炉内钢水如何流动？动力何来？ *两船高速并行与两纸片间吹气的后果？ *等温室内条件下，为何冬天和夏天人的感觉不一？
3、冶金工业和生活中哪些是传输现象吗？
2018/10/28
问题的引出：
微观：流体是由大量做无规则热运动的分子所组成， 分子间存有空隙，在空间是不连续的。 宏观：一般工程中，所研究流体的空间尺度要比分子 距离大得多。
2018/10/28
16
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.
2018/10/28
1
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。
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。
Fluid
Fixed plate
2018/10/28
x u=0
14
§1.1 流体的定义和特征
一、流体的定义：
液体与气体的区别
液体的流动性小于气体； 液体具有一定的体积，并取容器的形状；
气体充满任何容器，而无一定体积。
二、流体的特征
流动性
2018/10/28
15
§1.2 流体连续介质的假设
动量传输、热量传输、质量传输 （流体力学）（传热） （传质）
2018/10/28
8
为什么把“三传”放在一起讲
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在实际冶金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。
2018/10/28
9
学习冶金传输原理的基本目的： 第一，深入理解各种传输现象的机理，为理解冶金 工艺过程奠定理论基础，对改进和优化各种冶金过 程和设备的设计、操作及控制提供理论依据； 第二，为将来所要研究和开发的冶金过程 提供基础数学模型，以此为基础，可以对冶金过程 进行模拟研究和控制，加速研发过程，降低研发成 本。
2
冶金传输原理课程的内容
冶金传输原理主要是研究和分析冶金过程 传输规律、机理和研究方法。主要内容包括冶金 过程动量的传递（流体流动行为）、热量传递和
质量传递三大部分。
怎么学习“传输原理”？学什么？方法等。 多看，多练，多想，多交流。
2018/10/28 3
钢铁冶金生产流程
B.F. gas Iron ore Oxygen Lime stone Coal Sintering Blast furnace Hot Converter blast Converter gas
Vacuum
Coke oven gas
Coke oven Bottom gas Torpedo car
Degasser er
Tundish
Water cooling
Water cooling Copper mould
C.C. machine Hot strip mill Product (Hot coil) 2018/10/28 Slab
§1.6
§1.7
流体的粘性
粘性动量通量
2018/10/28
13
§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
Moving plate
u=V
t0
t1 t2
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
何为“动量”？其与“动能”有何区别？
2018/10/28 11
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第一章 绪论
§1.1
§1.2 §1.3 §1.4 §1.5
流体的定义和特征
流体作为连续介质的假设 作用在流体上的力 表面力 质量力 流体的密度 流体的压缩性和膨胀性
Water cooling
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高炉生产设备
2018/10/28 6
转炉炉口装料
转炉车间
2018/10/28 7
钢铁工业是一个涉及物理化学过程的复百度文库流程（高温化学工业）。
特点：高温传热过程、多相反应、流体流动、物质扩散
冶金过程必然会涉及到以下现象： 1) 物料的加热过程，物料的冷却过程 2) 流体的流动状态、速度和流动动力 3) 物料扩散、搅拌及其均匀性
2、为什么研究传输现象？ 提高化学反应速度和过程效率。
科学研究不断深入的需要。 问题：*如何搅拌高温钢水？（加料均匀分布和温度均匀） *转炉内钢水如何流动？动力何来？ *两船高速并行与两纸片间吹气的后果？ *等温室内条件下，为何冬天和夏天人的感觉不一？
3、冶金工业和生活中哪些是传输现象吗？
2018/10/28
问题的引出：
微观：流体是由大量做无规则热运动的分子所组成， 分子间存有空隙，在空间是不连续的。 宏观：一般工程中，所研究流体的空间尺度要比分子 距离大得多。
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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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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。
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。
Fluid
Fixed plate
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x u=0
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§1.1 流体的定义和特征
一、流体的定义：
液体与气体的区别
液体的流动性小于气体； 液体具有一定的体积，并取容器的形状；
气体充满任何容器，而无一定体积。
二、流体的特征
流动性
2018/10/28
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§1.2 流体连续介质的假设
动量传输、热量传输、质量传输 （流体力学）（传热） （传质）
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为什么把“三传”放在一起讲
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在实际冶金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。
2018/10/28
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学习冶金传输原理的基本目的： 第一，深入理解各种传输现象的机理，为理解冶金 工艺过程奠定理论基础，对改进和优化各种冶金过 程和设备的设计、操作及控制提供理论依据； 第二，为将来所要研究和开发的冶金过程 提供基础数学模型，以此为基础，可以对冶金过程 进行模拟研究和控制，加速研发过程，降低研发成 本。
2
冶金传输原理课程的内容
冶金传输原理主要是研究和分析冶金过程 传输规律、机理和研究方法。主要内容包括冶金 过程动量的传递（流体流动行为）、热量传递和
质量传递三大部分。
怎么学习“传输原理”？学什么？方法等。 多看，多练，多想，多交流。
2018/10/28 3
钢铁冶金生产流程
B.F. gas Iron ore Oxygen Lime stone Coal Sintering Blast furnace Hot Converter blast Converter gas
Vacuum
Coke oven gas
Coke oven Bottom gas Torpedo car
Degasser er
Tundish
Water cooling
Water cooling Copper mould
C.C. machine Hot strip mill Product (Hot coil) 2018/10/28 Slab
§1.6
§1.7
流体的粘性
粘性动量通量
2018/10/28
13
§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
Moving plate
u=V
t0
t1 t2