材料工程导论总复习.ppt

1、材料工程原理材料工程原理A总复习总复习 张振忠张振忠 博士，教授博士，教授 2011年年12月月第一章第一章 流体流动流体流动1、熟悉如下基本概念：、熟悉如下基本概念：流体主要力学性质及主要力学流体主要力学性质及主要力学模型；模型；表压；绝对压力；真空度表压；绝对压力；真空度；流量；流速；粘度；粗；流量；流速；粘度；粗糙度；糙度；层流；紊流层流；紊流；摩擦系数；准数；局部阻力；当量直；摩擦系数；准数；局部阻力；当量直径及当量长度；牛顿流体；减小流体流动阻力的措施等；径及当量长度；牛顿流体；减小流体流动阻力的措施等；2、掌握如下基本定律及方程：、掌握如下基本定律及方程：静力学基本方程；连续静力学

2、基本方程；连续方程；牛顿粘性定律；柏努力方程；方程；牛顿粘性定律；柏努力方程；Re准数；能用以上准数；能用以上方程正确求解部分实际问题。方程正确求解部分实际问题。3、掌握压力、液面、掌握压力、液面、流量；流速的测定方法及原流量；流速的测定方法及原理，清楚测压、测速、流量计的构造及特点理，清楚测压、测速、流量计的构造及特点；4、了解：、了解：流体在园管中速度分布及流体在管内流动总阻流体在园管中速度分布及流体在管内流动总阻力损失计算方法；简单管路及并联管路计算；力损失计算方法；简单管路及并联管路计算；5、了解：、了解：相似理论基本内容相似理论基本内容，会用因次分析法建立简单，会用因次分析法建立简单

3、准数方程。准数方程。第一章第一章 流体流动流体流动-知识结构知识结构第二章第二章 流体输送机械流体输送机械1、掌握如下基本概念：气缚，扬程，工作点，效率，轴功率，汽蚀、汽蚀余量，压缩比，余隙（体积、比）等.2、了解泵与风机的分类及特点.3、熟悉离心泵的构造、工作原理、性能参数、特性曲线及其影响因素.4、熟悉离心泵工作点及流量的调节方法.5、熟悉气体输送机械的分类.6、了解往复泵、齿轮泵、漩涡泵、真空泵、压缩机的构造、工作原理、特点及应用.第二章第二章 流体输送机械知识结构流体输送机械知识结构第三章第三章 传热及换热器传热及换热器1、掌握如下基本概念、掌握如下基本概念：传热速率；热通量；：传热速

4、率；热通量；定态、非定态传定态、非定态传热热；导热、对流换热系数；导热、对流换热系数；黑度；灰度黑度；灰度；等温面、线；温度；等温面、线；温度梯度；黑体；灰体；镜体；透热体等。梯度；黑体；灰体；镜体；透热体等。2、熟悉如下基本问题：、熟悉如下基本问题：传热基本方式；冷热流体热交换方式；传热基本方式；冷热流体热交换方式；影响导热、对流换热、热辐射系数的因素和规律；影响沸腾、影响导热、对流换热、热辐射系数的因素和规律；影响沸腾、蒸汽给热的因素和规律；换热器传热过程的强化途径；有关蒸汽给热的因素和规律；换热器传热过程的强化途径；有关传热四大准数的定义及其物理含义；传热四大准数的定义及其物理含义；3、

5、了解换热器的类型、特点及其选用设计原则、了解换热器的类型、特点及其选用设计原则4、熟悉如下基本定律，并会利用解决有关工程计算：、熟悉如下基本定律，并会利用解决有关工程计算：傅立叶傅立叶定律；牛顿冷却定律；热辐射基本定律；串联传热对数平均定律；牛顿冷却定律；热辐射基本定律；串联传热对数平均温度差。温度差。5、了解并掌握如下基本计算：、了解并掌握如下基本计算：典型情况下对流换热系数计算；典型情况下对流换热系数计算；串联、并联传热计算；辐射传热速率计算；串联、并联传热计算；辐射传热速率计算；第三章第三章 传热及换热器知识结构传热及换热器知识结构第四章 燃料及燃料燃烧一、燃料的种类及特点一、燃料的种类

6、及特点n矿物燃料与生物燃料矿物燃料与生物燃料n天然与人工燃料天然与人工燃料n固体、液体与气体燃料固体、液体与气体燃料二、燃料组成及其表示方法二、燃料组成及其表示方法1、固、液燃料、固、液燃料n元素组成表示法；工业分析组成法元素组成表示法；工业分析组成法n四种基：四种基：ar；ad；d;daf2、气体燃料、气体燃料n可燃组分，不可燃组分气体分析法可燃组分，不可燃组分气体分析法n湿成分湿成分“湿基湿基”；干成分；干成分“干基干基”三、燃料的热工性质三、燃料的热工性质1、燃料的发热量、燃料的发热量n弹筒发热量；高位发热量；低位发热量弹筒发热量；高位发热量；低位发热量n标准煤，标准油，标准气的概念标准

7、煤，标准油，标准气的概念第四章 燃料及燃料燃烧2、固体燃料的热工性质、固体燃料的热工性质n固定炭；挥发分；水分；灰分；固定炭；挥发分；水分；灰分；结渣性；可燃硫含量；煤的燃烧特性结渣性；可燃硫含量；煤的燃烧特性3、液体燃料的热工性质、液体燃料的热工性质n粘度；闪点、燃点、着火点；凝固点；水分；机械杂质粘度；闪点、燃点、着火点；凝固点；水分；机械杂质n恩氏粘度、闪点、燃点、着火点的定义恩氏粘度、闪点、燃点、着火点的定义4、气体燃料的热工性质、气体燃料的热工性质n分子量、密度；平均比热；着火温度；爆炸浓度极限分子量、密度；平均比热；着火温度；爆炸浓度极限四、燃料的选用原则四、燃料的选用原则n可用；

8、可供；经济可用；可供；经济五、燃料燃烧计算的目的、内容及依据五、燃料燃烧计算的目的、内容及依据n目的：设计窑炉；操作评估窑炉目的：设计窑炉；操作评估窑炉n内容：设计计算、操作计算、近似计算内容：设计计算、操作计算、近似计算n依据：燃料反应的当量关系；物料平衡；热平衡依据：燃料反应的当量关系；物料平衡；热平衡第四章 燃料及燃料燃烧六、燃烧基本概念及基本理论六、燃烧基本概念及基本理论n燃烧及其分类燃烧及其分类n火焰的稳定及其传播火焰的稳定及其传播n固定碳及其可燃气体燃烧基本理论固定碳及其可燃气体燃烧基本理论七、不同燃料的燃烧方法及燃烧设备七、不同燃料的燃烧方法及燃烧设备n气体燃料：长焰，短焰，无焰

9、气体燃料：长焰，短焰，无焰n液体燃料：蒸发式，雾化式液体燃料：蒸发式，雾化式n固体燃料：层燃式，喷燃式，悬浮沸腾式固体燃料：层燃式，喷燃式，悬浮沸腾式n燃料燃烧设备的基本要求燃料燃烧设备的基本要求 各种燃烧设备都应满足燃烧能及时、连续、稳定地着各种燃烧设备都应满足燃烧能及时、连续、稳定地着火火,热效率高热效率高,燃烧热负荷高燃烧热负荷高,运行安全可靠运行安全可靠,以及对环境以及对环境产生的污染少等要求。产生的污染少等要求。第五章第五章 质量传输质量传输一、熟悉基本概念一、熟悉基本概念：吸收，解析，扩散传质，对流传质，相：吸收，解析，扩散传质，对流传质，相间传质，传质通量与传质速度，扩散系数间传

10、质，传质通量与传质速度，扩散系数二、掌握如下基本定律二、掌握如下基本定律：亨利定律，道尔顿定律，：亨利定律，道尔顿定律，Fick一、一、二定律二定律三、基本问题：三、基本问题：传质四大准数的定义及物理含义；影响扩散传质四大准数的定义及物理含义；影响扩散系数的因素及规律；吸收机理模型；双膜理论系数的因素及规律；吸收机理模型；双膜理论四、基本公式及计算：四、基本公式及计算：气液相组成的表示方法及换算；组分气液相组成的表示方法及换算；组分在气、液相中分子扩散系数计算；无化学反应一维稳态在气、液相中分子扩散系数计算；无化学反应一维稳态分子扩散（单向扩散、等摩尔逆向扩散）计算；对流传分子扩散（单向扩散、

11、等摩尔逆向扩散）计算；对流传质计算；质计算；五、了解气液、气固、有元素蒸发综合传质五、了解气液、气固、有元素蒸发综合传质六、学习注意点：（六、学习注意点：（1）气液相组成的表示方法及换算；气液相组成的表示方法及换算；（2）亨利定律的四种表达方式）亨利定律的四种表达方式第五章第五章 质量传输质量传输知识结构知识结构第六章第六章 固体干燥固体干燥1、了解固体干燥过程的分类、条件及其与传热、了解固体干燥过程的分类、条件及其与传热、传质的关系；传质的关系；2、熟悉表征湿空气性质的参数及其计算公式，并、熟悉表征湿空气性质的参数及其计算公式，并掌握湿度图掌握湿度图I-H的应用；的应用；3、了解物料所含水分

12、的性质和影响干燥速率的因、了解物料所含水分的性质和影响干燥速率的因素；素；4、掌握干燥过程物料衡算与热量衡算的方法掌握干燥过程物料衡算与热量衡算的方法；5、掌握恒定干燥条件下干燥时间的计算。、掌握恒定干燥条件下干燥时间的计算。6、了解常用干燥器的分类及特点、了解常用干燥器的分类及特点第六章第六章 固体干燥固体干燥知识结构知识结构第七章传输现象的数值模拟第七章传输现象的数值模拟一、熟悉基本概念一、熟悉基本概念：数值模拟、节点、控制容积、：数值模拟、节点、控制容积、界面、空间离散、有限差分、有限元界面、空间离散、有限差分、有限元二、掌握如下基本公式二、掌握如下基本公式：非稳定传热、传质离散方：非稳

13、定传热、传质离散方程；一阶有限差商、二阶有限差商及其截断误差；程；一阶有限差商、二阶有限差商及其截断误差；非稳定传热边界节点差分方程及其稳定条件；非非稳定传热边界节点差分方程及其稳定条件；非稳定传热显示差分方程及其稳定条件稳定传热显示差分方程及其稳定条件三、基本问题：三、基本问题：数值模拟的实施步骤；空间区域的数值模拟的实施步骤；空间区域的离散化方法；非稳定传输显示差分方程为什么要离散化方法；非稳定传输显示差分方程为什么要对空间、时间步长进行限制；金属凝固潜热的处对空间、时间步长进行限制；金属凝固潜热的处理方法；铸件凝固过程温度场模拟流程。理方法；铸件凝固过程温度场模拟流程。四、了解铸件充型过

14、程流场、温度场数值模拟；质四、了解铸件充型过程流场、温度场数值模拟；质量传输过程的数值模拟量传输过程的数值模拟第七章 习题一、名词解释一、名词解释数值模拟、节点、控制容积、界面、空间离散、有限差分数值模拟、节点、控制容积、界面、空间离散、有限差分二、简答题二、简答题1、简述数值模拟的实施步骤。、简述数值模拟的实施步骤。2、简述空间区域的离散化方法。、简述空间区域的离散化方法。3、简述非稳定传热、传质离散方程。非稳定传热显示差分方程及其稳定条件。、简述非稳定传热、传质离散方程。非稳定传热显示差分方程及其稳定条件。非稳定传输显示差分方程为什么要对空间、时间步长进行限制非稳定传输显示差分方程为什么要

15、对空间、时间步长进行限制?4、简述一阶向前、向后、中心差商和二阶有限差商的定义及其截断误差。、简述一阶向前、向后、中心差商和二阶有限差商的定义及其截断误差。5、给出二维非稳定传热条件下，下述边界节点差分方程及其稳定条件：、给出二维非稳定传热条件下，下述边界节点差分方程及其稳定条件：（1）给定热流密度边界）给定热流密度边界（2）辐射边界）辐射边界（3）混合边界）混合边界6、简述金属凝固潜热的常用处理方法及铸件凝固过程温度场模拟流程。、简述金属凝固潜热的常用处理方法及铸件凝固过程温度场模拟流程。结束语结束语（1）材料工程与工厂生产实际结合紧密，对学生能力培养至关重要；（2）希望拓宽思路，自行通过查阅资料分析解决所遇到的各种问题。谢谢！