1
同学们好！现在
我们学习动量传输
2
第一讲：
绪 论
一、本课的基本要求
⒈ 了解冶金炉及其热工理论知识。
⒉ 了解课程的性质、基本要求、主要内容、特点、
教材与教参、成绩评定。
⒊ 了解本教材所采用的单位制及坐标系。
第一章 动量传输
3
二、本课的重点、难点：
重点：国际单位制与工程单位制间的换算。
难点：课程的总体介绍，能否激发学生的兴趣。
第一章 动量传输
三、教参及教具,
⒈, 加热炉, 蔡乔方主编 冶金工业出版社
⒉, 冶金炉热工与构造, 陈鸿复主编
冶金工业出版社
教材, 冶金炉热工基础, 蒋光羲编
重庆大学出版社
4
0 绪论
§ 0.1 冶金炉及其分类
冶金炉：冶金生产中各种冶炼和加热设备的统称。
分类：熔炼炉和加热炉两大类。
⒈ 熔炼炉：完成物料的加热和熔炼。
特点：发生物态变化 固 ?液态物理化学变化 原料与产品的性质、
化学成分截然不同
冶金企业的熔炼炉有：
第一章 动量传输
② 炼钢 转炉, 电弧炉,铁水、废钢 (合金化 ) 钢水??? ?? 一次精炼
① 炼铁 高炉,铁矿石、焦碳、熔剂 铁水?? ?? 冶炼
5
铸造化铁炉：固 ?液态
⒉ 加热炉：完成物料的加热。
特点：不发生物态变化，只改变其机械性能或物理化学性能。
冶金企业的加热炉有：
① 均热炉：钢锭开坯前加热。
② 轧钢 加热炉,热轧前钢坯加热。
③ 室状炉、台车式加热炉等：锻造前加热。
加热目的：提高可塑性，减少压力加工时的变形抗力。
④ 热处理 (淬火、回火、退火、渗碳等 )炉,
加热目的：改变其结晶组织，获得所需的物理机械性能。
第一章 动量传输
6
§ 0.2 冶金炉热工理论 (冶金热能工程专业 )
构成炉子热工理论的几个方面：
⒈ 热过程的热力学 热力学第一定律 ? 热平衡
热力学第二定律 ? 火 用平衡
,工程热力学,
⒉ 燃料燃烧析热或电 -热能转换的规律
,燃烧学,, 热能转换与利用,
⒊ 热气体流动规律, 工程流体力学,
⒋ 炉内及物料内的复杂传热、传质过程的规律
,传热学,, 传输原理,
⒌ 炉子构筑理论：筑炉材料及构件在高温下的损坏原因及其使用性能等。
,耐火材料,, 炼铁设备,, 炼钢设备,
以上这些基本规律运用到具体炉子中并和该炉子工艺相结合就构成了该炉
子的热工理论。
第一章 动量传输
7
一、课程性质
专业基础课，是基础课和专业课之间的桥梁。基础课：高等数学、物理化学。
二、课程内容
第一部分：传输原理 (动量、热量、质量传输 ) (1~3章 )
冶炼过程：化学、物理过程。, 冶金反应工程学,
传输过程 ?冶炼过程的物理过程 (动力学 )，不涉及化学反应 ?,冶金物理化学,
(热力学 ) ?动量、热量、质量传递的过程。, 现代冶金原理,
第一章 动量传输
的传递与输送 ? (规律、解析法一样 )传输原理 (理论 )
传输是指流体的 (输送、转移、传递 ) 的统称。
物质传递过程
传热过程
动力过程
质量传输
热量传输
动量传输
质量
热量
动量
类似统一性
8
举例：高炉炼铁的气固两相流动。高炉强化冶炼，目的就是改善传输条件。
转炉炼钢的气液两相流动。转炉底吹，目的也是改善传输条件。
总之，传输理论已成为现代冶金炉热工理论的基础。
第二部分：热工计算 (4~7章 )
注意：本课程所论及的只是一些基本计算方法，各类炉子的热工计
算及设计在课程设计及有关专业课中解决。
第一章 动量传输
??
?
基础。第一部分是第二部分 的
具体应用。第二部分是第一部分 的
?
?
?
?
??
?
?
?
探索节能途径。提高火用效率的问题，火 用 平衡计算：
，提高热效率的问题。评价炉子热工作的好坏热平衡计算：
问题。化供热，提高生产率的制定炉子热工制度，强传热计算：
风机、烟囱、喷射器等 。，选择输送设备失计算气体流动计算：阻力损
燃料的化学能。算的基础。主要能源：燃料燃烧计算：热工计
)(
9
第三部分：耐火材料 (种类、性能、选择 )
作为专业任选课独立设课。
习题与思考题：加深对所学热工理论的理解和应用。
集中实验：培养学生动手能力。
课程设计：培养学生综合应用热工知识的能力，为毕业设计打下良好的基础。
热风炉设计（炼铁） 借助于计算机 QB VB CAD
氧枪设计（炼钢） 借助于计算机 QB VB CAD
第一章 动量传输
10
三、课程特点
难学：物理概念多；数学推导、计算复杂； (物理概念为主，数学为辅 )
重点掌握基本概念、基本计算方法。
讲授方法：重点 — 讲授 +作业，辅以习题课；难点 — 讲授 +思考题，
辅以讨论课。
学习方法：上课认真听讲，课后认真复习，认真完成作业，不懂的
即时解决,,勤学苦炼, 。
四、参考书目
,冶金炉热工基础, 刘人达主编 冶金工业出版社
,冶金炉热工与构造, 陈鸿复主编 冶金工业出版社
,动量、热量、质量传输原理, 高家锐主编 重庆大学出版社
期刊：, 冶金能源,,, 工业炉,,, 工业加热,,, 耐火材料,
第一章 动量传输
11
五、教学目的
使学生掌握冶金热工理论的基本概念、基本定律及基本计算方法，
理解强化冶金生产过程和改进生产工艺的理论基础，同时使学生具
备初步分析和解决冶金生产工艺过程的热工实际问题的能力，并能
进行简单炉子的设计，能够根据工艺要求选择主要设备的筑炉材料。
第一章 动量传输
12
§ 0.3 单位及单位制
换算时注意：
⒈ 质量
第一章 动量传输
?
?
?
???
?
??
?
×
??
?
。导出单位：质量
。、热量、力、时间基本单位：长度工程单位制
。、能量、力导出单位：密度
等；、物质量、时间、长度基本单位：质量国际单位制
mskgf
kCalkgfsm
kJNmkg
molsmkgSI
2
3
1kgf = 9.81N
)(
/)(/
工程质量单位
牛顿第二定律质量工程：力
力国际：质量
??
?
=× )s(mkgfmskgfkgf
NKg
22 maF
13
⒉ 能量
1 kCal/h = (4.187/3600?103) J/s = 1.163W
第一章 动量传输
? =×= m
??
??
= kJkCalkCal
kWkJ
sJWNJ
18741,
/
工程：
功率国际：
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§ 0.4 坐标及坐标系
第一章 动量传输
??
??
?
球体绕流余纬度方位角球坐标系：
管流轴对称方位角柱坐标系：
直角坐标系：
qj
q
jq
q
wwwr
wwwzr
wwwzyx
r
zr
zyx
)()(
)()(
qj socsinrx =
qsocrx = qsinry =
qjsinsinry = jcosrz =
z=z
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作业,
思考题：如何解释教材名称、冶金炉、热工、
基础的含义？
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第一讲：
绪 论
一、本课的基本要求
⒈ 了解冶金炉及其热工理论知识。
⒉ 了解课程的性质、基本要求、主要内容、特点、
教材与教参、成绩评定。
⒊ 了解本教材所采用的单位制及坐标系。
第一章 动量传输
3
二、本课的重点、难点：
重点：国际单位制与工程单位制间的换算。
难点：课程的总体介绍，能否激发学生的兴趣。
第一章 动量传输
三、教参及教具,
⒈, 加热炉, 蔡乔方主编 冶金工业出版社
⒉, 冶金炉热工与构造, 陈鸿复主编
冶金工业出版社
教材, 冶金炉热工基础, 蒋光羲编
重庆大学出版社
4
0 绪论
§ 0.1 冶金炉及其分类
冶金炉：冶金生产中各种冶炼和加热设备的统称。
分类：熔炼炉和加热炉两大类。
⒈ 熔炼炉：完成物料的加热和熔炼。
特点：发生物态变化 固 ?液态物理化学变化 原料与产品的性质、
化学成分截然不同
冶金企业的熔炼炉有：
第一章 动量传输
② 炼钢 转炉, 电弧炉,铁水、废钢 (合金化 ) 钢水??? ?? 一次精炼
① 炼铁 高炉,铁矿石、焦碳、熔剂 铁水?? ?? 冶炼
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铸造化铁炉：固 ?液态
⒉ 加热炉：完成物料的加热。
特点：不发生物态变化，只改变其机械性能或物理化学性能。
冶金企业的加热炉有：
① 均热炉：钢锭开坯前加热。
② 轧钢 加热炉,热轧前钢坯加热。
③ 室状炉、台车式加热炉等：锻造前加热。
加热目的：提高可塑性，减少压力加工时的变形抗力。
④ 热处理 (淬火、回火、退火、渗碳等 )炉,
加热目的：改变其结晶组织，获得所需的物理机械性能。
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§ 0.2 冶金炉热工理论 (冶金热能工程专业 )
构成炉子热工理论的几个方面：
⒈ 热过程的热力学 热力学第一定律 ? 热平衡
热力学第二定律 ? 火 用平衡
,工程热力学,
⒉ 燃料燃烧析热或电 -热能转换的规律
,燃烧学,, 热能转换与利用,
⒊ 热气体流动规律, 工程流体力学,
⒋ 炉内及物料内的复杂传热、传质过程的规律
,传热学,, 传输原理,
⒌ 炉子构筑理论：筑炉材料及构件在高温下的损坏原因及其使用性能等。
,耐火材料,, 炼铁设备,, 炼钢设备,
以上这些基本规律运用到具体炉子中并和该炉子工艺相结合就构成了该炉
子的热工理论。
第一章 动量传输
7
一、课程性质
专业基础课，是基础课和专业课之间的桥梁。基础课：高等数学、物理化学。
二、课程内容
第一部分：传输原理 (动量、热量、质量传输 ) (1~3章 )
冶炼过程：化学、物理过程。, 冶金反应工程学,
传输过程 ?冶炼过程的物理过程 (动力学 )，不涉及化学反应 ?,冶金物理化学,
(热力学 ) ?动量、热量、质量传递的过程。, 现代冶金原理,
第一章 动量传输
的传递与输送 ? (规律、解析法一样 )传输原理 (理论 )
传输是指流体的 (输送、转移、传递 ) 的统称。
物质传递过程
传热过程
动力过程
质量传输
热量传输
动量传输
质量
热量
动量
类似统一性
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举例：高炉炼铁的气固两相流动。高炉强化冶炼，目的就是改善传输条件。
转炉炼钢的气液两相流动。转炉底吹，目的也是改善传输条件。
总之，传输理论已成为现代冶金炉热工理论的基础。
第二部分：热工计算 (4~7章 )
注意：本课程所论及的只是一些基本计算方法，各类炉子的热工计
算及设计在课程设计及有关专业课中解决。
第一章 动量传输
??
?
基础。第一部分是第二部分 的
具体应用。第二部分是第一部分 的
?
?
?
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探索节能途径。提高火用效率的问题，火 用 平衡计算：
，提高热效率的问题。评价炉子热工作的好坏热平衡计算：
问题。化供热，提高生产率的制定炉子热工制度，强传热计算：
风机、烟囱、喷射器等 。，选择输送设备失计算气体流动计算：阻力损
燃料的化学能。算的基础。主要能源：燃料燃烧计算：热工计
)(
9
第三部分：耐火材料 (种类、性能、选择 )
作为专业任选课独立设课。
习题与思考题：加深对所学热工理论的理解和应用。
集中实验：培养学生动手能力。
课程设计：培养学生综合应用热工知识的能力，为毕业设计打下良好的基础。
热风炉设计（炼铁） 借助于计算机 QB VB CAD
氧枪设计（炼钢） 借助于计算机 QB VB CAD
第一章 动量传输
10
三、课程特点
难学：物理概念多；数学推导、计算复杂； (物理概念为主，数学为辅 )
重点掌握基本概念、基本计算方法。
讲授方法：重点 — 讲授 +作业，辅以习题课；难点 — 讲授 +思考题，
辅以讨论课。
学习方法：上课认真听讲，课后认真复习，认真完成作业，不懂的
即时解决,,勤学苦炼, 。
四、参考书目
,冶金炉热工基础, 刘人达主编 冶金工业出版社
,冶金炉热工与构造, 陈鸿复主编 冶金工业出版社
,动量、热量、质量传输原理, 高家锐主编 重庆大学出版社
期刊：, 冶金能源,,, 工业炉,,, 工业加热,,, 耐火材料,
第一章 动量传输
11
五、教学目的
使学生掌握冶金热工理论的基本概念、基本定律及基本计算方法，
理解强化冶金生产过程和改进生产工艺的理论基础，同时使学生具
备初步分析和解决冶金生产工艺过程的热工实际问题的能力，并能
进行简单炉子的设计，能够根据工艺要求选择主要设备的筑炉材料。
第一章 动量传输
12
§ 0.3 单位及单位制
换算时注意：
⒈ 质量
第一章 动量传输
?
?
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???
?
??
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×
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。导出单位：质量
。、热量、力、时间基本单位：长度工程单位制
。、能量、力导出单位：密度
等；、物质量、时间、长度基本单位：质量国际单位制
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1kgf = 9.81N
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工程质量单位
牛顿第二定律质量工程：力
力国际：质量
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=× )s(mkgfmskgfkgf
NKg
22 maF
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⒉ 能量
1 kCal/h = (4.187/3600?103) J/s = 1.163W
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? =×= m
??
??
= kJkCalkCal
kWkJ
sJWNJ
18741,
/
工程：
功率国际：
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§ 0.4 坐标及坐标系
第一章 动量传输
??
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球体绕流余纬度方位角球坐标系：
管流轴对称方位角柱坐标系：
直角坐标系：
qj
q
jq
q
wwwr
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wwwzyx
r
zr
zyx
)()(
)()(
qj socsinrx =
qsocrx = qsinry =
qjsinsinry = jcosrz =
z=z
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作业,
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基础的含义？
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