《化工原理科学家》PPT课件.ppt

1、2022-8-9安理教授课件 2022-8-9安理教授课件傅立叶傅立叶2022-8-9安理教授课件1、傅立叶、傅立叶（17681830）傅立叶傅立叶是一个法国数学家，他的论文“传热理论的分析与研究”对数学物理学产生的了很大影响。依据他的研究，固体中的导热现象能通过无穷数学级数来表示，即以他的名字命名的傅立叶傅立叶级数。他通过对典型导热现象的分析研究，打打促进了数学物理学的发展。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，一直以来我们说的边界问题的求解。他的研究对这个理论的实际应用产生很大的影响，其中，现代数学就是其中的一个分支。2022-8-9安理教授课件傅立叶傅立叶是一个

2、裁缝的儿子，早在他小学时就对数学产生浓厚的兴趣。后来他也曾在他的母校担任数学教师。法国革命的浪潮中，他投身于政治，从此以后，它的生活一直充满了冒险。1794年，法国cole Normale 学校建立，他成为该学校第一批学生之一。次年，他在该学校任教，同年加入学校教授会，并成为数学家协会的一成员。1798年，傅立叶傅立叶和其他队员一起，陪同拿破仑远征埃及。1801年，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的有关埃及的刊物。1809年拿破仑封他为男爵。1815年，拿破仑垮台，此后傅

3、立叶傅立叶在巴黎过了一段平静的学术研究生活。1817年，他被选为科学院院士，1822年，担任科学院常任秘书。2022-8-9安理教授课件傅立叶傅立叶于1807年开始他的学术论文写作，并提出求解偏微分方程的分离变量法和可以将解表示成一系列任意函数的概念。于1822年完成论文，发表了著名论著“热的解析理论”，这一著作奠定了导热的理论基础，描述导热的定律就是以他的名字命名的。他论文的研究结果标明：可以用一个偏微分方程来表示固体中的二维导热现象，即：式中，u为任意时间坐标点（x，y）处的温度，k为材料的导温系数，是一个恒定的物理量。现在地问题是要找出一个特定的温度，比如，对于一个无限大的导热平板，如果

4、在t0时刻给定了平板边界处的温度。这个问题可视为一个一维导热问题，傅立叶傅立叶采用如下的方程来描述：2022-8-9安理教授课件傅立叶傅立叶毕生都致力于导热现象的数学表示研究以及确定这些代数方程根的研究。傅傅立叶立叶被公认为导热理论的奠基人奠基人。2022-8-9安理教授课件 普朗特普朗特（18751953），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。他在大学时学机械工程，后在慕尼黑工业大学攻弹性力学，1900年获得博士学位。1901年在机械厂工作，发现了气流分离问题。后在汉诺威大学任教授时，用自制水槽观察绕曲面的流动，3年后提出边界层理论

5、，建立绕物体流动的小粘性边界层方程，以解决计算摩擦阻力、求解分离区和热交换等问题。奠定了现代流体力学的基础。普朗特普朗特在流体力学方面的其他贡献有：风洞实验技术。他认为研究空气动力学必须作模型实验。1906年建造了德国第一个风洞（见空气动力学实验），1917年又建成格丁根式风洞。机翼理论。在实验基础上，他于19131918年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。湍流理论。提出层流稳定性和湍流混合长度理论。此外还有亚声速相似律和可压缩绕角膨胀流动，后被称为普朗特普朗特-迈耶尔流动。他在气象学方面也有创造性论著。2、普朗特、普朗特2022-8-9安理教授课件努谢尔努谢尔202

6、2-8-9安理教授课件3、努谢尔（Nusselt 1882-1957）德国著名物理学家。1907年，他在慕尼黑高等工业学校完成了他的博士论文：绝缘物体的导热研究。从1907年至1909年，他给Mollier当助手，开始了管道中热量和动力传递的研究。1913-1917年期间在德曼斯登高等工业学校任教。他在1909年及1915年先后发表两篇论文，论文对强制对流和自然对流的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的无因次数(以后被分别命名为努谢尔数、普朗特数及格拉晓夫数)并提出了理论解应具有的无因次数之间的函数关系的原则形式，从而结束了长期以来对流换热实验数据

7、得不到很好整理的局面，促进了对流换热研究的发展。1916年发表了蒸汽膜状凝结一文，成为以后对流换热问题理论解的经典文献之一。2022-8-9安理教授课件 他的研究具有独创性，他成为了发展对流换热理论的杰出先驱。他的另一个著名贡献是对凝结换热理论解的研究。在他的数学研究成果中，他的层流入口段换热机理研究也是一个重要贡献。1920年至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。他获得了高斯奖章和格拉晓夫纪念奖章。2022-8-9安理教授课件4、普朗克 2022-8-9安理教授课件 普朗克(Max Karl Ernst L

8、udwig Planck,18581947)德国理论物理学家。量子论的奠基人之一。1858年4月23日生于基尔，少年时代在慕尼黑度过。在中学时他热爱劳动。责任心强，聪慧勤奋，成绩单上的评语是尽管在班里年龄最小，但头脑非常清醒而又逻辑性强。有条不紊一丝不苟是他的作风。1874年人慕尼黑大学，1878年毕业，次年获该校哲学博士学位。18801885年在慕尼黑大学任教。18851888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的继任人，先任副教授，1892年后任教授。由于1900年他在黑体辐射研究中引人能量量子，荣获1918年诺贝尔物理学奖。2022-8-9安理教授

9、课件 普朗克早年的科学研究领域主要是热力学。他以热力学的观点对物质聚集态的变化、气体和溶液理论等进行了研究。可是不久，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。18931896年维恩发表了他的对黑体辐射的研究成果，提出一个辐射密度的分布公式，即维恩公式。这结果为当时实验所证实，但只有波长较短、温度较低时才适合，而且立论的根据是通过与麦克斯韦分子速率的概率分布律类比而得的，不能完全令人信服。普朗克从1896年开始研究热辐射的能量分布问题。2022-8-9安理教授课件 自20世纪20年代以来，普朗克成了德国科学界的中心人物，与当时国际上的知名物理学家都有着密切

10、联系。1894年当选为柏林科学院院士。19121938年任常任秘书。1918年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。19301935年任威廉皇帝科学促进协会会长。为了表示对普朗克的崇敬，1945年以后，协会改名为马克斯普朗克科学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多米的高山大威尼迭格峰。二次大战期间他为受迫害的犹太籍科学家科学家提供过尽可能的支持与帮助。2022-8-9安理教授课件1883年英国科学家雷诺科学家雷诺（Reynolds）通过实验发现液体在流动中存在两种内部结构完全不同的流态：层流和紊流。同时也发现，

11、层流的沿程水头损失hf与流速一次方成正比，紊流的hf与流速的1.752.0次方成正比；在层流与紊流之间存在过渡区，hf与流速的变化规律不明确。雷诺雷诺揭示了重要的流体流动机理，即根据流速的大小,流体有两中不同的形态。当流体流速较小时，流体质点只沿流动方向作一维的运动，与其周围的流体间无宏观的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的流动外，还向其它方向作随机的运动，即存在流体质点的不规则脉动，这种流体形态称为湍流。反映了沿程阻力系数是与流态密切相关的参数，计算值必须首先确定水流的流态。液体流态的判别是用无量纲数雷诺雷诺数Re作为判据的。5、雷诺、雷

12、诺2022-8-9安理教授课件 雷诺雷诺数是由流速v、水力半径R和运动粘滞系数组成的无量纲数，所以雷诺雷诺数Re表示惯性力与粘滞力的比值关系，当Re较小时，说明粘滞力占主导，液体为层流；反之则为紊流。2022-8-9安理教授课件6、维恩、维恩 维恩（维恩（Wilhelm Carl Werner Otto Fritz Franz Wien，1864年年1月月13日日1928年年8月月30日日)德国物理学家，研究领域为热辐德国物理学家，研究领域为热辐射与电磁学等。射与电磁学等。1893年，维恩经由热力年，维恩经由热力学、光谱学、电磁学和光学等理论支援，学、光谱学、电磁学和光学等理论支援，发现了维恩

13、位移定律，并应用于黑体等发现了维恩位移定律，并应用于黑体等学术理论，揭开量子力学新领域。学术理论，揭开量子力学新领域。1911年，他因对于热辐射等物理法则贡献，年，他因对于热辐射等物理法则贡献，而获得诺贝尔物理学奖。而获得诺贝尔物理学奖。2022-8-9安理教授课件维恩维恩2022-8-9安理教授课件7、斯蒂芬斯蒂芬（J.Stefan l8351892）和玻耳兹曼玻耳兹曼（L.Boltzmann l8441906）斯蒂芬斯蒂芬玻耳兹曼玻耳兹曼定律:是斯蒂芬斯蒂芬（J.Stefan l8351892）从实验上发现的，由德裔奥地利物理学家玻耳兹曼玻耳兹曼（L.Boltzmann l8441906）从理论上加以证明。黑体的辐射能力，即它每秒以电磁辐射的形式发射的能量，正比于它的温度四次方（WT4）。因此，温度越高，黑体辐射的能量就越多。这与与人们的直观感觉是相同的。该定律也可以从普朗克辐射定律对全波段的波长积分而得到。2022-8-9安理教授课件8、兰贝特、兰贝特 德国的自然科学家兰贝特