材料工程原理A緒論

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1、材料工程原理APrinciplesofMaterialEngineeringA張振忠博士,教授張薇教授2011年8月27日緒論本章要求：1、了解材料工程及其單元操作的概念；2、了解本課程的內(nèi)容及學(xué)習(xí)方法；3、熟悉物理量的單位及量綱；4、了解物料衡算與能量衡算。緒論任課教師簡(jiǎn)介：njutzhangzz@126.comTel.:83587766，13951001829張薇：83587224一、材料工程與單元操作二、材料工程導(dǎo)論課程三、物理量單位與量綱四、物料衡算與能量衡算使用教材*1、蔡增基.流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002年.*2、孫晉濤.《硅酸鹽工業(yè)熱工基礎(chǔ)》，武漢：武漢理工大

2、學(xué)出版社，1999年3、王志魁.《化工原理》，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005年1月，第三版4、趙汝博,管?chē)?guó)鋒．《化工原理》．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1995一、材料工程與單元操作1、材料的概念人類(lèi)用于制造物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器或其他產(chǎn)品的物質(zhì)。是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，精神文明的標(biāo)志，現(xiàn)代科學(xué)基礎(chǔ)的重要支柱之一。2、材料科學(xué)與材料工程材料科學(xué)（MS）：材料成分、組織及性能的關(guān)系。材料工程（ME）：根據(jù)使用要求，采用合理的工藝流程及設(shè)備經(jīng)濟(jì)高效的生產(chǎn)出高性能的材料零件。青銅器四羊方尊大禾人面方鼎司母戊鼎1939年安陽(yáng)武官村出土，高133厘米，重833千克，是中國(guó)目前發(fā)現(xiàn)最重的青銅器。司母戊鼎三星堆鑄于商代

3、晚期立人像，人像高172厘米，底座高90厘米，通高262厘米，是世界上最大的青銅立人像，被尊稱(chēng)為“世界銅像之王”。鑄于商代晚期突目面具，原件高64.5厘米，寬138厘米，眼球柱狀外突長(zhǎng)達(dá)13.5厘米，其造型在世界上亦屬首見(jiàn)。制作車(chē)間的"富貴彌勒大佛"按比例縮小模型2002年南京晨光集團(tuán)為泰國(guó)鑄制的世界最大的青銅彌勒大佛，膝廣15米，高19米，重量達(dá)100噸左右。工人在清理已制作成型的佛手石膏模型夏鉞(yue)戈ge鐵器湖南長(zhǎng)沙砂子塘戰(zhàn)國(guó)凹形鐵鋤autoparts,motorcycleparts,一、材料工程及單元操作材料生產(chǎn)的特點(diǎn)：?jiǎn)卧僮鳎吣芰康妮斎爰拜敵鋈纾浩胀ㄋ?、陶瓷材料的生產(chǎn)過(guò)程金

4、屬材料的生產(chǎn)過(guò)程：鑄造，焊接等生產(chǎn)原理：物理加工過(guò)程－機(jī)械過(guò)程物理化學(xué)變化過(guò)程－熱工過(guò)程共性過(guò)程：“三傳一反”動(dòng)量傳輸、熱量傳輸、質(zhì)量傳輸、反應(yīng)工程一、材料工程及單元操作材料生產(chǎn)過(guò)程（物理、化學(xué)過(guò)程）：也由化學(xué)反應(yīng)和若干物理操作過(guò)程組合起來(lái)的。單元操作的研究?jī)?nèi)容：?jiǎn)卧僮鞯幕驹?；單元操作典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)；單元操作設(shè)備選型設(shè)計(jì)計(jì)算。原料預(yù)處理化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物后處理物理過(guò)程單元操作化學(xué)反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)器物理過(guò)程單元操作鑄件型腔金屬液鑄型澆包型芯鑄造過(guò)程砂型鑄造的一般工藝流程鑄件常見(jiàn)缺陷castingflaw冷隔coldshut、澆不足Missrun氣孔gashole(porosity)粘砂、夾砂incl

5、usions砂眼sandhole縮孔skrinageporosity與縮松skrinagebrowhole熱裂紋thermalcracking與冷裂紋crack與三傳過(guò)程直接相關(guān)。二、材料工程原理A課程材料工程導(dǎo)論課程：研究材料加工單元操作中一些共性的過(guò)程，如流體流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)和干燥、燃燒等過(guò)程的基本規(guī)律及典型設(shè)備。性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。內(nèi)容：1、流體流動(dòng)（含相似理論、氣體動(dòng)力學(xué)18學(xué)時(shí)）；2、流體輸送機(jī)械（6學(xué)時(shí)）；3、傳熱及換熱器（16學(xué)時(shí)）；4、燃料燃燒及燃燒計(jì)算（8學(xué)時(shí)）；5、質(zhì)量傳輸（6學(xué)時(shí)）；6、干燥（8學(xué)時(shí)）。學(xué)習(xí)方法及注意點(diǎn)：熟悉基本理論及基本計(jì)算；理論聯(lián)系實(shí)際；工程意識(shí)的建立；

6、單位的選用?？己耍浩綍r(shí)成績(jī)20％（作業(yè)、出勤），考試80％。三、物理量單位與量綱1、物理量的單位基本單位：選擇幾個(gè)獨(dú)立的物理量，并以使用方便原則規(guī)定單位；導(dǎo)出單位：由有關(guān)基本單位組合而成。常用單位制有：國(guó)際單位制SI、物理單位制、工程單位制三、物理量單位與量綱2、單位換算物理量的單位換算換算因子：同一物理量，若單位不同其數(shù)值就不同，二者包括單位在內(nèi)的比值稱(chēng)為換算因子。經(jīng)驗(yàn)公式的單位換算經(jīng)驗(yàn)公式是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理而成的，式中各符號(hào)只代表物理量的數(shù)字部分，它們的單位必須采用指定單位，所以經(jīng)驗(yàn)公式又稱(chēng)為數(shù)字公式。三、物理量單位與量綱3、量綱（dimension）物理量基本量綱為其本身（7個(gè)）：L,M

7、,T,I,θ,N,J導(dǎo)出量綱Q：dimQ,基本量綱的函數(shù)關(guān)系式量綱為零的量稱(chēng)無(wú)量綱量。4、量綱一致性方程：任何物理量方程只要理論上合理，則方程兩邊各項(xiàng)的量綱必定相等。5、注意物理方程單位的一致性6、實(shí)驗(yàn)方程物理量單位非法定單位時(shí)需換算。四、物料衡算與能量衡算1、物料衡算物料衡算是質(zhì)量守恒定律在流動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，也就是進(jìn)入和離開(kāi)某一衡算范圍的質(zhì)量總和之差等于該衡算范圍內(nèi)的質(zhì)量累積，即物料衡算的步驟：