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1、材料科学与工程学院本科课程教学大纲传输原理课程教学大纲课程名称：传输原理 课程编码：02100030英文名称：Transformation Principle学 时：32学时 学 分：2学分开课学期：第四学期适用专业：金属材料工程、无机材料工程课程类别：必修课程性质：专业基础课先修课程：高等数学、大学物理、材料力学。教 材：传输原理 吉泽生 哈尔滨工业大学出版社 2002年一、课程性质及任务本课程是材料类专业的主要专业技术基础课。课程教学所要达到的目的是：1、了解动量传输、热量传输和质量传输在材料科学与工程中的作用。2、掌握动量传输、热量传输与质量传输的基本原理、研究分析方法和对材料制备与加工
2、的影响。3、学会利用传输原理解释材料制备与加工中的一些现象。二、课程内容及学习方法1、绪论传输过程的基本概念，产生传输现象的驱动力；传输过程的三个基本定律；三种传输现象的普遍规律。2、流体的主要物理性质流体的概念及连续性假设；流体的基本物理性质，包括流体的密度、重度、比容和比重、流体的压缩性与膨胀性；流体的粘性，包括粘性的概念、牛顿粘性定律、温度和压强对流体粘性的影响、理想流体的概念。3、流体静力学作用在流体上的力，包括质量力与表面力、流体静压力；流体静力学特性，包括静止流体的平衡方程及其积分、等压面、静止流体中的压强分布、流体静力学基本方程及其能量意义与几何意义、流体压强的测量、测压计的原理
3、及应用；静力学计算，包括静止流体对壁面（平面壁与曲面壁）作用力的计算。4、流体动力学基本概念，包括稳定流与非稳定流，迹线与流线，流管与流束，流量与平均流速；连续性方程，包括直角坐标系的连续性方程，一维总流的连续性方程；动量微分方程，包括理想流体的动量微分方程（欧拉方程），实际流体的动量微分方程（纳维尔斯托克斯方程）；伯努利方程及其应用，包括理想流体的伯努利方程，实际流体的伯努利方程，伯努利方程的应用条件与毕托管原理；5、流动状态与能量损失流体的流动状态，包括雷诺试验、流动状态的判据雷诺数；圆管中的层流，包括速度分布、流量计算、沿程能量损失；圆管中的湍流，包括脉动现象与时均值的概念、层流边界层、
4、水力光滑管与水力粗糙管、湍流切向力与速度分布；局部阻力损失系数的确定，包括断面突然扩大的局部损失，其他类型的局部损失。6、热量传输的基本概念基本概念，包括温度场、等温面鱼等温线、温度梯度、热流量与热流密度；热量传输的基本方式与规律，包括导热，对流与辐射7、导热导热微分方程，包括微分方程式、初始条件与边界条件；一维稳态导热，包括平面壁的导热、圆柱壁的导热；非稳态导热，包括基本概念、一维非稳态导热。8、对流换热对流换热的基本形式，包括基本概念、牛顿冷却方式、换热系数的影响因素；对流换热的微分方程，包括连续性方程、动量微分方程、能量微分方程；相似原理及其在热量传输中的应用，包括相似的概念、相似准数、
5、相似定律、相似模型分析与应用。9、辐射换热热辐射基础，包括热辐射的本质、特点、热辐射的基本概念、定律；热辐射的工程应用，包括灰体的的概念、辐射率的工程处理、两物体间的辐射热交换；10、质量传输的基本概念质量传输的基本方式，包括扩散传质、对流传质、相间传质；基本概念，包括浓度、速度、传质通量。11、传质微分方程及其扩散传质传质微分方程，包括方程的得出、方程的不同形式、定解条件；扩散传质，包括一维稳态扩散、等摩尔逆向扩散、单向扩散；非稳定扩散，包括忽略表面阻力的半无限大介质中的非稳定态扩散、简单几何形状物体中的非稳定态扩散及二维、三维非稳态扩散、影响扩散的因素；扩散的原子理论，包括间隙扩散机制、空
6、位扩散机制。三、课程的教学要求1、绪论了解传输过程的概念和普遍规律。2、流体的主要物理性质了解流体的主要物理特性，牛顿粘性定律。3、流体静力学掌握流体静力学特性、流体静力学基本方程及其意义；静止流体对壁面（平面壁与曲面壁）作用力的计算。4、流体动力学掌握流体动力学的基本概念；连续性方程、动量微分方程的导出和物理意义，伯努利方程及其应用。5、流动状态与能量损失掌握流动状态的判据雷诺数及其应用，圆管中层流的速度分布，流量计算，沿程能量损失；了解圆管中湍流的脉动现象与时均值的概念，层流边界层，能够区分水力光滑管与水力粗糙管；利用局部阻力损失系数进行流体动力学计算。6、热量传输的基本概念了解热量传输的
7、基本概念，热量传输的基本方式与规律。7、导热掌握导热微分方程及其初始条件与边界条件；一维稳态导热的计算问题，非稳态导热的基本概念，一维非稳态导热计算方法。8、对流换热掌握对流换热的基本概念，牛顿冷却方式，换热系数的影响因素；对流换热的微分方程的组成；了解相似的概念、相似准数和相似定律，相似模型分析应用。9、辐射换热掌握热辐射的本质、特点，掌握热辐射的基本概念、定律；了解灰体的的概念，辐射率的工程处理，两物体间的辐射热交换；10、质量传输的基本概念掌握质量传输的基本方式，质量传输基本概念；11、传质微分方程及其扩散传质了解传质微分方程的得出，方程的不同形式，定解条件；掌握一维稳态扩散，等摩尔逆向
8、扩散，单向扩散；了解非稳定扩散及其影响扩散的因素；了解扩散的原子理论中间隙扩散机制与空位扩散机制。四、课程学时分配讲 课 内 容学 时1、绪论22、流体的主要物理性质23、流体静力学24、流体动力学65、流动状态与能量损失46、热量传输的基本概念17、导热38、对流换热39、辐射换热310、质量传输的基本概念211、传质微分方程及其扩散传质2机 动2合 计32五、课程习题要求本课程习题的基本要求是：巩固课堂讲授的理论知识和基本概念。锻炼独立思考和分析问题的能力。结合工程实际，初步达到掌握传输原理在材料制备与加工中的应用。习题的分量占自学时间的三分之一到四分之一，具体数量视习题难易程度而定。六、课程的实验内容与要求无七、课程的主要参考书吴树森 材料加工冶金传输原理 机械工业出版社 2001.01制定人：徐 瑞审定人：付瑞东批准者：杨庆祥2005年5月3
