东北大学：冶金传输原理
类型：公开课
主讲人：罗志国,1993年毕业于东北大学钢铁冶金系，获工学学士学位；1993年至1997年在抚顺钢铁公司第一炼钢厂工作，任技术员；2000年及 2003年分获东北大学工学硕士及博士学位。2006年4月至2007年3月以访问学者的身份在澳大利亚新南威尔士大学颗粒模拟与仿真实验室学习。现为东北大学钢铁冶金专业副教授，硕士生导师。
研究领域:研究方向是以冶金传输原理、反应工程、宏观动力学理论为基础，以数学物理模拟为手段，研究冶金中气固、气液、液液、液固、气固液等冶金过程多相流体系。
通过对宏观及微观水平上的颗粒和颗粒间及颗粒和流体间相互作用的严格模型化与计算机模拟来理解控制颗粒及流体流动的机理。开发气固、气液体系离散颗粒模型－连续介质模型。将目前的气体与颗粒的模拟扩展成颗粒与流体两相流动（包括气相与液相）的整体模拟，从简单到复杂系统。并将结果应用到各种现象及过程冶金中去。
近年讲授课程：
承担三门本科生课程，冶金传输原理，平台课，80学时；冶金反应工程，平台课，32学时。冶金宏观动力学，选修课，32学时。
承担钢铁冶金教学实验一项。
所在团队情况：
冶金多相传输及反应工程研究所是由冶金传输原理及反应工程（简称“三传”）教研室发展而来的。原三传教研室是80年代初适应冶金传输原理和反应工程这一新兴学科的发展在国内冶金院校建立的第一个该学科方向的专业基础教研室。经过近20年的发展，三传教研室的教学和科研涵盖了冶金传输原理、冶金宏观动力学、冶金反应工程、冶金过程数学物理模拟、炉渣化学等应用基础领域，从高炉炼铁、铁水预处理、转炉炼钢、钢水炉外精炼、到连铸的工艺流程和冶金过程优化与控制、粉体工程、冶金耐火材料等应用领域，以及熔融还原、固体废弃物处理等新工艺新技术开发等，是一个以专业基础教学和科研并举且以应用基础研究和新工艺新技术开发为主的研究所。目前有专任教师7名。
人才培养情况：目前协助指导博士生4人，协助指导硕士生3人，独立指导硕士生5人。
科研项目情况：
离散相在水中运动行为的高速摄像及图形处理，北京钢铁研究总院，项目负责人，合同额4万元。
CFD+DEM和Monte-Carlo模拟计算，北京钢铁研究总院，项目负责人，合同额7万元。
宝钢高炉热平衡综合评估系统开发，宝山钢铁股份有限公司，项目负责人，合同额21.8万元。
八钢COREX气化炉布料模式的实验和数学模型开发，宝钢集团有限公司，项目负责人，合同金额80万元。
COREX喷煤过程数学物理模拟研究，宝钢集团有限公司，项目负责人，合同金额56.8万元。铁水包底吹喷粉脱磷技术开发研究，上海梅山钢铁公司，项目负责人，合同金额62.5万元。
COREX气化炉料面形状及预测模型开发研究，宝钢集团有限公司，项目负责人，合同金额29万元。
COREX熔化气化炉/高炉风口回旋区的定量表征，教育部，项目负责人，合同金额10万元。
学院介绍：东北大学（Northeastern University），简称“东大”，坐落于辽宁省沈阳市，是中华人民共和国教育部直属全国重点大学，由教育部、国防科工局 [153] 、辽宁省、沈阳市共建，是国家“双一流”建设高校， 国家“211工程”和“985工程”重点建设高校，教育部确定的首批12个未来技术学院建设高校，入选国家级科教类项目有“强基计划、“2011计划”、“111计划”、卓越工程师教育培养计划、国家级新工科研究与实践项目、国家建设高水平大学公派研究生项目、中国政府奖学金来华留学生接收院校、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、全国深化创新创业教育改革示范高校、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地等，是21世纪学术联盟、中俄综合性大学联盟成员高校，中国人工智能教育联席会理事单位，全国首批博士、硕士学位授予单位。
东北大学始建于1923年4月。1928年8月至1937年1月，张学良将军任校长。1949年3月，在东北大学工学院、理学院（部分）基础上成立沈阳工学院；1950年8月，定名为东北工学院。1960年10月，被中央确定为全国重点大学。1993年3月，复名为东北大学。1987年，在秦皇岛市设立东北大学秦皇岛分校。1997年，原沈阳黄金学院并入东北大学。
课程介绍：《冶金传输原理》课程作为冶金工程专业的专业基础课，高温下的冶金，传输现象是研究冶金单元过程速率最重要的内容，主要讲授冶金过程动量、热量和质量传输的基本概念、基本原理和规律，为培养学生利用传输原理的基础知识分析解决冶金过程实际问题的能力，从而在工程和学术方面为学习专业课打下基础。
冶金的本质是通过化学反应来实现金属从矿物中的分离提取和精炼。冶金化学反应都是高温的多相（气相、液相、固相）反应。一般来说高温下化学反应不构成过程速率的控制环节，传质和传热是控制环节，而流体流动又决定着流体相的传质和传热。因此传输现象便成为研究冶金单元过程速率最重要的内容。
冶金传输原理主要讲授冶金过程动量、热量和质量传输的基本概念、基本原理和规律，为培养学生利用传输原理的基础知识分析解决冶金过程实际问题的能力，从而在工程和学术两方面为学习专业课打下坚实的基础。
预备知识:应具备高等数学的基础知识
授课目标:
深入理解各种传输现象的机理，为理解冶金工艺过程奠定理论基础，对改进和优化各种设备的设计、操作及控制提供理论依据；
为将来所要研究和开发的冶金过程提供基础数学模型，以此为基础，可以对冶金过程进行模拟研究，加速研发过程，降低研发成本。
课程列表：
第一篇 动量传输
第一讲 1.1-1.3 动量传输概论及相关概念
第二讲 1.4-1.8-2 牛顿黏性定律
第三讲 2.1-2.2 积分质量+动量平衡方程
第四讲 2.3 积分能量平衡方程
第五讲 3.1 描述流体运动的两种方法+3.2 迹线和流线，流线微分方程
第六讲 3.3 流体微团运动分析，有势流动与势函数
第七讲 3.4 平面稳态流动与流函数
第八讲 3.5 连续性方程
第九讲 3.6.1 运动方程理想流体—欧拉方程
第十讲 3.6.2 伯努利方程的两种形式
第十一讲 3.7 实际流体运动方程—纳维—斯托克斯方程
第十二讲 4.1 流体运动的两种状态—层流与湍流
第十三讲 4.2 圆管中层流流动时阻力系数的计算
第十四讲 4.3.1 圆管中湍流流动理论
第十五讲 4.3.2 圆管中湍流流动时阻力系数的计算
第十六讲 4.4 管路中流动阻力损失的计算
第十七讲 4.5 局部压力损失
第十八讲 4.6 管路计算
第十九讲 5 边界层理论
第二十讲 10.1 相似原理-三定律
第二十一讲 10.2 量纲分析法
第一篇 动量传输——作业
第二篇 热量传输
第一讲 11 热量传输概论
第二讲 12 热量传输微分方程
第三讲 13 导 热
第四讲 14 对流换热
第五讲 15.1 辐射换热
第六讲 15.2 辐射换热
第二篇 热量传输——作业
第三篇 质量传输
第一讲 17.1 质量传输的两种方式及相关定律
第二讲 17.2 传质中常见浓度的若干表示法
第三讲 17.3 几种传质通量间的关系
第四讲 18.1 质量传输微分方程推导及常见形式
第五讲 18.2 质量传输微分方程的定解条件
第六讲 19.1 分子扩散传质方程
第七讲 19.2 气体通过间壁的扩散之气体通过金属平板的扩散
第八讲 19.3 气体通过间壁的扩散之气体通过金属圆管壁的扩散
第九讲 19.4 气体通过间壁的扩散之静止气体的稳态扩散-蒸发过程的扩散传质
第十讲 19.5 分子扩散传质系数之气体分子扩散系数
第十一讲 19.6 分子扩散传质系数之液体分子扩散系数
第十二讲 19.7 分子扩散传质系数之固体分子扩散系数
第十三讲 19.8 静止介质中不稳态扩散传质
第十四讲 20.1 对流流动传质概述及几种传质模型
第十五讲 20.2 层流流动时的质量传输
第十六讲 20.3 湍流流动时的质量传输
第十七讲 20.4 其他边界条件下的对流流动传质
第十八讲 21.1 相际传质及相际平衡的本质
第十九讲 21.2 双膜理论与相际稳态综合传质
第二十讲 21.3 具有化学反应的相际稳态综合传质—-铁矿石还原
第二十一讲 21.4 具有化学反应的相际稳态综合传质—-碳粒的燃烧
第三篇 质量传输——作业
总结篇 传输现象的类似
第一讲 22.1 三类传输现象之间的类似关系
第二讲 22.2 传输现象的类比—-动量与热量传输的类似
第三讲 22.3 传输现象的类比—-动量与质量传输的类似
第四讲 22.4 热量与质量传输的类似—-具有传热过程的相际稳态综合传质
总结篇 传输现象的类似——作业
