《材料加工冶金传输原理》课程教学大纲.docx

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1、材料加工冶金传输原理一、课程介绍本课程是作为材料成型及控制工程专业学科基础选修课，从数学的角度分析 控制材料成型的过程。主要研究在加工过程中发生的传热、传质和传动三种普遍 现象。在材料加工过程中经常伴随金属液的流动(铸造充型)、金属内部与周围 的热量交换和物质传输(凝固过程)等。通过学习这些普遍现象背后的数学原理, 对后续研究工作打下理论基础。IntroductionPrinciples in material processing metallurgical transmissionis a basic elective course for material forming and con

2、trol engineering students. It analyzes the process of controlling material forming from a mathematical perspective. It mainly studies three common phenomena of heat transfer, mass transfer and momentum transmission that occur during material processing. In the processing process, it is often accompa

3、nied by the flow of molten metal (casting filling), heat exchange between the inside and surrounding of the metal, and mass transfer (solidification process). By studying the mathematical principles behind these universal phenomena, the theoretical foundation for subsequent research work is laid.课程基

4、本信息课程名称材料加工冶金传输原理课程编码431504英文名称Principles in material processing metallurgical transmission课程学时32课程学分2课程类别学科基础课程课程性质选修课开课学期第5学期课内实验学时适用专业材料成型及控制工程开课单位材料加工工程系铸造教研室选用教材材料加工冶金传输原理.机械工业出版社出版.吴树森主编.主要参考书材料加工冶金传输基础.机械工业出版社出版.杨涤心，陈跃主编二、教学大纲1、教学目的本课程是一门材料成型及控制工程专业的学科基础选修课，为本科生开设。通过本课程 的学习，可以帮助学生深入地了解各类传输过程的

5、机理，学会分析材料成型过程涉及的传输 现象并能用数学解析法得出问题的解，为分析和控制材料的成型过程和质量提供理论基础， 进而为后续专业课的学习乃至科学研究及生产打下坚实的理论基础。情感价值目标：通过学 习通过基础数学解析传输现象本质，增进学生对物质世界的了解，坚定科学的信仰和精神。本课程内容主要包括传热、传质和传动三局部，在讲授过程中，抓住“三传”之间存在 相似性这一关键，先讲细、讲透一种传输行为，然后启发学生去学习理解其它两种传输行为。 教学中讲解大量生产实际中的实例，使学生学完本课后能熟练解决生产中遇到的相关问题。2、教学要求教师要积极备课，认真准备实验，对课程内容要融会贯通，切忌照本（幕

6、）宣科。授课 在多媒体教室，充分利用多媒体动画教学课件，结合典型实用案例和相关软件，边授课边演 示。做到授课内容与大纲相符，注重平时成绩（作业和实验）积累，成绩评价体系标准真实、 严谨、公平、公正、公开，能促使学生学习的积极性。3、预备知识或先修课程要求大学物理、高等数学。4、教学方式课程主要课堂讲授，一律采用多媒体教学。理论授课32学时，教师讲授与课堂讨论相 结合。5、课程教学内容及学时分配第1章流体的性质（2学时）1.1 流体的概念及连续介质模型1.2 流体的.主要物理性质教学重点：牛顿粘性定律。难点：牛顿粘性定律的推导。思考题：粘性阻碍流动的物理原因是什么？第2章流体动力学（3学时）2.

7、 1流体运动的描述3. 2连续性方程2. 3理想流体动量传输方程一欧拉方程2.4 实际流体动量传输方程一纳维尔-斯托克斯方程2.5 理想流体和实际流体的伯努力方程教学重点：连续性方程。难点：理解迹线与流线。思考题：连续性方程的建立基础和物理意义是什么？第3章 层流流动及湍流流动（3学时）3. 1流动状态及阻力分类3.4 流体在圆管中的层流流动3.5 流体在平行平板间的层流3.6 流体在圆管中的湍流流动教学重点：层流与湍流流动速度分布。难点：理解湍流流动形态及特点。思考题：湍流层流流动在圆管内速度如何分布？为何有这样的特点？第4章边界层理论（3学时）4. 1边界层理论的基本概念4.4 平面层流边

8、界微分方程4.5 边界层内积分方程教学重点：边界层微分、积分方程。难点：理解动量角度定义边界层厚度。思考题：边界层如何形成？特点是什么？第5章材料加工中的特殊流体的流动（1学时）5. 1流体与颗粒的两相流5.2固体填料层内的流动教学重点：沉降终速难点：理解达西定律思考题：气液两相流动特征是什么？第6章热量传输的基本概念（2学时）1.1 热量传递方式傅立叶导热定律1.2 温度场、等温面和温度梯度教学重点：傅里叶导热定律。难点：导热率和热扩散率的区别。思考题：导热率不同和热扩散率不同的模具在浇注后温度分布有何区别？第7章导热（3学时）7.1 导热微分方程7.2 一维稳态导热7. 3接触热阻7.4二

9、维稳态导热教学重点：导热微分方程。难点：影响接触热阻的因素工思考题：导热问题的数学关系表述要依靠哪些定律？第8章对流换热（2学时）8. 1对流换热的机理及影响因素8. 2对流换热微分方程组8.3对流换热的准数方程式教学重点：对流换热微分方程。难点：对流换热准数方程。思考题：对流换热准数方程的6个物理量各有什么含义？第9章辐射换热（3学时）9. 1热辐射的基本概念9.1 热辐射的基本定律9.2 固体和液体及灰体的辐射9.3 黑体间的辐射换热及角系数教学重点：热辐射基本定律。难点：理解区分黑体、镜体、透明体。思考题：人造黑体是什么原理？第10章材料加工中的热量传输（1学时）10. 1凝固传热10.

10、2热处理过程温度场的计算教学重点：凝固过程数学模型。难点：凝固潜热的处理。思考题：求解凝固过程的数学模型时，做了哪些基本假设？第11章质量传输基本概念和传质微分方程（3学时）1L1浓度、速度、扩散通量密度11.2 扩散系数11.3 质量传输微分方程教学重点：质量传输微分方程。难点：扩散通量密度。思考题：求解质量传输微分方程有哪些定解条件？第12章分子传质（2学时）12.1 一维稳定态分子扩散12.2 非稳定态分子扩散教学重点：一维稳态分子扩散。难点：非稳态分子扩散求解。思考题：非稳态分子扩散求解难以用数学方法进行时，如何简化？第13章对流传质（2学时）13. 1对流传质概说13.2 圆管内的层流对流传质13.3 动量、热量和质量传输的类比教学重点：三传之间类比。难点：圆管内的层流对流传质。思考题：三传之间有何异同？第14章材料加工中的质量传输（2学时）10. 1相同稳态传质和双膜理论10.2 气相-液相反响中的扩散10.3 气相-固相反响中的扩散教学重点：相同稳态传质。难点：理解双膜理论。思考题：双膜理论经过屡次改进，目前能成功运用在哪些领域？6、考核要求、考核方式及成绩评定标准（1）课程考核成绩由期末考试（80%）、作业（10%）、出勤（10%）组成。（2）最终课程考核成绩采用百分制，总分值100分，60分为及格。