化工原理科学家市公开课特等奖市赛课微课一等奖课件

化工原理科学家2024/5/1安理教授课件第1页傅立叶2024/5/1安理教授课件第2页1、傅立叶（1768－1830）

傅立叶是一个法国数学家，他论文“传热理论分析与研究”对数学物理学产生了很大影响。依据他研究，固体中导热现象能经过无穷数学级数来表示，即以他名字命名傅立叶级数。他经过对经典导热现象分析研究，打打促进了数学物理学发展。这些研究也就是围绕许多自然现象，比如太阳黑子、潮汐、大气气候等，一直以来我们说边界问题求解。他研究对这个理论实际应用产生很大影响，其中，当代数学就是其中一个分支。2024/5/1安理教授课件第3页傅立叶是一个裁缝儿子，早在他小课时就对数学产生浓厚兴趣。以后他也曾在他母校担任数学教师。法国革命浪潮中，他投身于政治，从此以后，它生活一直充满了冒险。1794年，法国écoleNormale学校建立，他成为该学校第一批学生之一。第二年，他在该学校任教，同年加入学校教授会，并成为数学家协会一组员。

1798年，傅立叶和其它队员一起，陪同拿破仑远征埃及。18，他开始着手大范围研究埃及古迹，并在1798年拿破仑建立于Cairo研究所担任三年秘书，他在工程技术以及外交任务方面都提出许多意见。回国后，他被任命出版了大量相关埃及刊物。18拿破仑封他为男爵。18，拿破仑垮台，今后傅立叶在巴黎过了一段平静学术硕士活。18，他被选为科学院院士，1822年，担任科学院常任秘书。2024/5/1安理教授课件第4页傅立叶于18开始他学术论文写作，并提出求解偏微分方程分离变量法和能够将解表示成一系列任意函数概念。于1822年完成论文，发表了著名论著“热解析理论”，这一著作奠定了导热理论基础，描述导热定律就是以他名字命名。他论文研究结果标明：能够用一个偏微分方程来表示固体中二维导热现象，即：

式中，u为任意时间坐标点（x，y）处温度，k为材料导温系数，是一个恒定物理量。现在地问题是要找出一个特定温度，比如，对于一个无限大导热平板，假如在t＝0时刻给定了平板边界处温度。这个问题可视为一个一维导热问题，傅立叶采取以下方程来描述：

2024/5/1安理教授课件第5页傅立叶一生都致力于导热现象数学表示研究以及确定这些代数方程根研究。傅立叶被公认为导热理论奠基人。2024/5/1安理教授课件第6页普朗特（1875～1953），德国物理学家，近代力学奠基人之一。1875年2月4日生于弗赖辛，1953年8月15日卒于格丁根。他在大课时学机械工程，后在慕尼黑工业大学攻弹性力学，19取得博士学位。19在机械厂工作，发觉了气流分离问题。后在汉诺威大学任教授时，用自制水槽观察绕曲面流动，3年后提出边界层理论，建立绕物体流动小粘性边界层方程，以处理计算摩擦阻力、求解分离区和热交换等问题。奠定了当代流体力学基础。普朗特在流体力学方面其它贡献有：①风洞试验技术。他认为研究空气动力学必须作模型试验。19建造了德国第一个风洞（见空气动力学试验），19又建成格丁根式风洞。②机翼理论。在试验基础上，他于1913～19提出了举力线理论和最小诱导阻力理论

，后又提出举力面理论等。③湍流理论。提出层流稳定性和湍流混合长度理论。另外还有亚声速相同律和可压缩绕角膨胀流动，后被称为普朗特-迈耶尔流动。他在气象学方面也有创造性论著。

2、普朗特2024/5/1安理教授课件第7页努谢尔2024/5/1安理教授课件第8页3、努谢尔（Nusselt1882-1957）

德国著名物理学家。19，他在慕尼黑高等工业学校完成了他博士论文：绝缘物体导热研究。从19至19，他给Mollier当助手，开始了管道中热量和动力传递研究。1913-19期间在德曼斯登高等工业学校任教。

他在19及19先后发表两篇论文，论文对强制对流和自然对流基本微分方程及边界条件进行量纲分析，用因次分析方法导出强制对流换热及自然对流换热无因次数(以后被分别命名为努谢尔数、普朗特数及格拉晓夫数)并提出了理论解应含有无因次数之间函数关系标准形式，从而结束了长久以来对流换热试验数据得不到很好整理局面，促进了对流换热研究发展。19发表了《蒸汽膜状凝结》一文，成为以后对流换热问题理论解经典文件之一。2024/5/1安理教授课件第9页他研究含有独创性，他成为了发展对流换热理论出色先驱。他另一个著名贡献是对凝结换热理论解研究。在他数学研究结果中，他层流入口段换热机理研究也是一个主要贡献。19至1925年，努谢尔在Karlsruhe技术大学担任教授，1928年任慕尼黑高等工业学校理论力学部主席，直到1952年退休。他取得了高斯奖章和格拉晓夫纪念奖章。2024/5/1安理教授课件第10页4、普朗克

2024/5/1安理教授课件第11页普朗克(MaxKarlErnstLudwigPlanck,1858～1947)德国理论物理学家。量子论奠基人之一。1858年4月23日生于基尔，少年时代在慕尼黑度过。在中课时他热爱劳动。责任心强，聪慧勤奋，成绩单上评语是"尽管在班里年纪最小，但头脑非常清醒而又逻辑性强"。有条不紊一丝不苟是他作风。1874年人慕尼黑大学，1878年毕业，第二年获该校哲学博士学位。1880～1885年在慕尼黑大学任教。1885～1888年任基尔大学理论物理教授。1888年基尔霍夫逝世后，柏林大学任命他为基尔霍夫继任人，先任副教授，1892年后任教授。因为19他在黑体辐射研究中引人能量量子，荣获19诺贝尔物理学奖。2024/5/1安理教授课件第12页普朗克早年科学研究领域主要是热力学。他以热力学观点对物质聚集态改变、气体和溶液理论等进行了研究。可是很快，他了解到美国物理学家吉布斯早已做过这方面工作。于是，便把注意力转向黑体辐射问题。1893～1896年维恩发表了他对黑体辐射研究结果，提出一个辐射密度分布公式，即维恩公式。这结果为当初试验所证实，但只有波长较短、温度较低时才适合，而且立论依据是经过与麦克斯韦分子速率概率分布律类比而得，不能完全令人信服。普朗克从1896年开始研究热辐射能量分布问题。

2024/5/1安理教授课件第13页自20世纪代以来，普朗克成了德国科学界中心人物，与当初国际上著名物理学家都有着亲密联络。1894年当选为柏林科学院院士。1912～1938年任常任秘书。19当选为英国皇家学会会员。1926年当选为苏联科学院外籍院士。1930～1935年任威廉皇帝科学促进协会会长。为了表示对普朗克崇敬，1945年以后，协会更名为马克斯普朗克科学促进协会。

普朗克一生除物理学外还喜好音乐和爬山运动。80岁和84岁高龄时还登上3000多米高山大威尼迭格峰。二次大战期间他为受迫害犹太籍科学家提供过尽可能支持与帮助。2024/5/1安理教授课件第14页1883年英国科学家雷诺（Reynolds）经过试验发觉液体在流动中存在两种内部结构完全不一样流态：层流和紊流。同时也发觉，层流沿程水头损失hf与流速一次方成正比，紊流hf与流速1.75~2.0次方成正比；在层流与紊流之间存在过渡区，hf与流速改变规律不明确。

雷诺揭示了主要流体流动机理，即依据流速大小,流体有两中不一样形态。当流体流速较小时，流体质点只沿流动方向作一维运动，与其周围流体间无宏观混合即分层流动这种流动形态称为层流或滞流。流体流速增大到某个值后，流体质点除流动方向上流动外，还向其它方向作随机运动，即存在流体质点不规则脉动，这种流体形态称为湍流。反应了沿程阻力系数λ是与流态亲密相关参数，计算λ值必须首先确定水流流态。液体流态判别是用无量纲数雷诺数Re作为判据。5、雷诺2024/5/1安理教授课件第15页雷诺数是由流速v、水力半径R和运动粘滞系数υ组成无量纲数，所以雷诺数Re表示惯性力与粘滞力比值关系，当Re较小时，说明粘滞力占主导，液体为层流；反之则为紊流。2024/5/1安理教授课件第16页6、维恩维恩（WilhelmCarlWernerOttoFritzFranzWien，1864年1月13日－1928年8月30日)德国物理学家，研究领域为热辐射与电磁学等。1893年，维恩经由热力学、光谱学、电磁学和光学等理论支援，发觉了维恩位移定律，并应用于黑体等学术理论，揭开量子力学新领域。19，他因对于热辐射等物理法则贡献，而取得诺贝尔物理学奖。2024/5/1安理教授课件第17页维恩2024/5/1安理教授课件第18页7、斯蒂芬（J.Stefanl835—1892）和玻耳兹曼（L.Boltzmannl844～1906）斯蒂芬－玻耳兹曼定律:是斯蒂芬（J.Stefanl835—1892）从试验上发觉，由德裔奥地利物理学家玻耳兹曼（