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《冶金传输原理》课程教学大纲

课程英文名称：PrinciplesofTransportphenomenainMetallurgy

课程编号：060030760

总学时及其分配：总学时32，其中理论教学32学时

学分数：2

适用专业：材料成型与控制工程

任课学院、系部：材料科学与工程学院材料加工系

课程负责人：

编制日期：

一、课程简介

课程定位：《冶金传输原理》是材料成型及控制专业的一门专业基础课
（限选），注重贯彻素质教育和创新教育的精神，以基本概念的理解、基本方
程的建立、基本定理的应用为教学框架，以冶金传输现象应如何解释为纽带，
锻炼学生分析和解决冶金生产实际问题的能力。通过深入了解冶金过程中各种
传输现象，为学生将来从事冶金技术开发、提高控制和设计水平打下良好的基
础。
课程内容：本课程主要讲述与材料成型及控制工程专业关联度较大的热量
传输和质量传输两大部分内容。其中热量传输主要讲述热量传输分类、基本概
念和定律、研究方法、物理模型和数学模型，以及目前国内外常用模拟软件。
传质部分包括质量传输概述、质量微分方程、分子扩散、对流传质等内容。
二、课程教学的目标

通过本课程的学习，使学生掌握“冶金传输”的基本理论和解析物理冶金过
程所涉及到的传输问题的基本方法，为学生学习材料成型及控制工程专业课

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程，如焊接冶金原理、铸造合金及其熔炼、材料中的扩散等相关课程打下坚实
的基础。

《冶金传输》的具体课程教学目标对材料成型及控制工程专业毕业要求的
支撑见表1。
表1课程教学目标与毕业要求关系
毕业要求课程目标支撑强度

课程目标1：在掌握冶金传输理论的
2.问题分析：能够对材料成型过基本概念、基本定律的基础上，对材
程所涉及的复杂工程问题进行提料成型工艺问题进行综合分析，并得
炼、定义、建模，识别和判断关出有效结论。
键环节和控制参数，理解解决复M
杂材料成型及控制工程问题的多
课程目标2：在深刻领会冶金生产过
种途径，通过对问题进行综合分
程和生产工艺的传输理论的基础上，
析和评价获得有效结论。
识别和判断关键环节和控制参数，并
对材料成型关键工艺进行物理建模和
数学建模。

5.使用现代工具：能够针对复杂课程目标3：能够运用微分方程的基
材料成型工程问题，开发、选择本解析方法和计算机技术等手段，自
与使用恰当的技术、资源、现代编程序或利用现有模拟软件，针对材
H
工程工具和信息技术工具，进行料成型关键问题进行过程模拟，并对
分析、预测与模拟，并能够理解模拟结果进行分析与预测。
其局限性。

注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示课程与各项毕业要求的关联度。
三、课程教学的基本内容及教学安排

《冶金传输原理》采用高等学校规划教材，将以“理论研究、实验研究和数
值计算三种方法”为主线，结合学生个性特点，因材施教。注重绪论的介绍，使
学生全面了解本课程；借助具体实例，阐述抽象物理概念；辅以教学手段讲清
基本方程的建立。对教学重点内容采取教师讲授、学生习题和习题课方式教
学；对教学难点内容采取教师讲授、学生思考和课堂讨论方式教学。
本课程目标、知识单元与培养环节见表2。
表2课程目标、知识单元与培养环节
培养环节
课程目标知识单元
授课实验

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热量传输的三种方式
稳态导热
课程目标1：在掌握冶金传
非稳态导热
输理论的基本概念、基本
对流传热
定律的基础上，对材料成√
辐射传热
型工艺问题进行综合分
质量传输的基本概念
析，并得出有效结论。
分子扩散传质
对流传质
课程目标2：在深刻领会冶稳态导热
金生产过程和生产工艺的非稳态导热
传输理论的基础上，识别对流传热
和判断关键环节和控制参辐射传热√
数，并对材料成型关键工质量传输的微分方程
艺进行物理建模和数学建分子扩散传质
模。对流传质
课程目标3：能够运用微分
方程的基本解析方法和计
有限差分的基本原理
算机技术等手段，自编程
导热微分方程
序或利用现有模拟软件，√
质量传输的微分方程
针对材料成型关键问题进
行过程模拟，并对模拟结
果进行分析与预测。

1.布置课下作业
冶金传输原理的课程教学内容包括热量传输和质量传输两大部分，每章均
布置一定量的习题，加强对知识点的掌握。
四、本课程与其他课程的联系（先修后续关系）

先修课程有：《流体力学》、《传热学》、《材料成型原理》等；后续课程包
括：《金属液态成型过程数值模拟》、《专业课程设计》和《毕业设计（论文）》。
五、建议使用教材与教学参考书

使用教材：
[1]沈巧珍,杜建明编.冶金传输原理.北京：冶金工业出版社，2006年
教学参考书：
[1]乐启炽,崔建忠.传输过程基本原理.北京：冶金工业出版社2005年
[2]周俐.冶金传输原理.北京：化学工程出版社，2009年
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