时间:2022-02-23 06:08:18
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化工原理,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
化工原理是化工专业的一门核心骨干课程,其主要任务是教会学生化工生产过程中有关单元操作的基本知识,岗位实操的基本技能,对学生专业能力的培养有着举足轻重的影响。2011年笔者所在学校购买了化工仿真教学软件并在《化工原理》课程正式实施。通过教学实践,笔者认为仿真化工教学与传统教学相比主要具备以下几个方面的优势。
一、与传统教学相比,化工仿真的动态模拟演示,更直观形象
中职学生的特点就是喜欢直观形象地知识,所以喜欢动手实践,对理论往往不求甚解。在仿真实验的过程中,学生会面临很多问题。他们会在反复的实践中,发现理论知识对于实践的指导作用是不可低估的。例如,离心泵的冷态开车过程,储罐的液位控制很多学生都控制不好,那是因为学生对液位的控制原理不理解。储罐液位的高低和泵的输出量和进料量有关,如果输出量大于进料量液位就偏低,反之则偏高。进料量的大小由LVC101来控制,而输出量得大小由FIC101来控制,而输出量在生产中是由规定的,因此液位的控制主要是通过LVC101来调节的,如果学生不明白其中的原理,只是机械的按照步骤来做,液位是肯定控制不好的。所以在学习了一段时间仿真之后,学生会根据遇到的问题更深入的去研究相关的理论知识,再在仿真中进行实践,达到理论与实践共同进步的目的。
二、与传统实训相比,化工仿真使工艺流程认识,更方便高效
传统实训一般采用分组实验的方式,由于场地、设备、课时以及师资力量等方面的原因,很难达到学生独立完成实验的目标,学生也很难有时间去摸清整个工艺流程,详细揣摩设备特性,观察和分析实验现象。甚至有些不愿动手操作的学生整个实验过程都是在看别人操作,最后连实验报告上的数据都是抄同组同学的,很难达到预期的实验效果。化工仿真技术只需要一个机房就可以实现全班四十多人一人一台计算机进行仿真实训,弥补了这一缺陷。通过对化工仿真实验的反复操作,学生会对工艺流程留下深刻的印象,安全生产的意识也能渗透到学生内心,让学生知道生产前必须要考虑的问题。
三、与企业实习相比,化工仿真的动态操作过程,更安全经济
化工企业中的生产都是大型的、连续的,涉及的原料产品往往易燃易爆,反应条件以高温高压居多,存在一定的危险性。工人上岗前都是经过严格的安全培训才能由师傅带领上岗操作,因此学生实习期间是没有机会亲自动手操作的,只能观摩。但化工仿真系统可以让学生不进工厂就能得到模拟开车、停车和事故处理操作的机会,获得操作经验,建立集散控制的概念,既安全经济,又有很强的实践性和可操作性。采用仿真实习代替企业实习,可以节省设备运行费用,物料能量损耗费用,实习人员下厂经费等大量开支。并且学生用短短几个月的时间就可以获得实际生产中几年才能积累起来的经验,使学生实现了“零距离”就业。由此可见,仿真实习不仅安全,而且经济高效。
四、与传统考核相比,化工仿真的智能评价系统更简单快捷
仿真软件中有自动评价功能对学生掌握的知识水平随时进行测评。学生启动STS系统进入平台,同时也就启动了过程仿真系统的评分系统。过程仿真系统平台PISP-2000评分系统是智能操作指导、诊断、评测软件,它通过对学生的操作过程进行跟踪,在线为学生提供操作状态指示、操作方法指导、操作诊断及诊断结果指示、操作评定及生成评定结果等功能。通过这些功能,学生可以随时随地的进行测评,该软件会将该生错误的操作过程或操作动作进行说明,以方便学生根据这些错误操作查找原因,及时纠正或在今后的训练中调整自己练习的侧重点。教师对学生进行操作考核时,可以隐藏操作步骤指示和操作方法指导等功能,让学生自主操作。通过智能软件对学生操作过程进行评定,对每一步进行评分,并给出整个操作过程的综合得分,还可根据需要生成评分文件。学生最后的成绩可以生成成绩列表,既可以保存也可以打印。成绩中还会包括学生资料、总成绩、各项分步成绩、操作步骤得分、质量得分等详细的说明。可以说仿真系统所带的这个智能软件,使考核变得更简单快捷,易于操作。
综上所述,仿真教学使学生变成了学习的主体,可以充分发挥学生的学习主动性,强化了学生的实践能力,极大地提升了化工原理课程的教学效果。化工仿真在化工专业教学中的应用给学生营造了一个逼真的化工生产环境,在情境中实现教与学的互动,直观形象,极大地激发了学生的学习兴趣,提高了学生的学习主动性。
参考文献:
[1]付家新.浅谈化工仿真在化工原理教学中的应用[J].中国科技信息.2009(05).
一、化工原理仿真系统的制作
化工原理实验包括流体流动阻力测定、离心泵性能测定、传热、精馏、吸收与解吸、干燥、萃取等基本单元操作,分别由不同的仪器仪表和管道组合而成。在仿真软件中,把各种设备和管道用flash画出,再根据每一套装置流程图的要求,以真实、立体的效果来实现。
1.整体结构。实验仿真系统的开发过程分为三个阶段:实验前的准备、实验过程及数据记录和数据处理。前两个阶段在Flas制作软件上完成,第三阶段在VisualStudio2005软件开发工具上完成,并且使用Ac-cess数据库进行数据的存储与交换。
2.仿真系统的实现。在计算机模拟化工原理实验时,需要通过动态数学模型来模拟真实的实验操作,该模型主要包括实验指导、素材演示、仿真操作、数据处理、考题测试、帮助功能等内容。下面以离心泵性能测定为例详细说明仿真系统的制作过程。在实验准备阶段与实验开始阶段的Flas的制作过程中,考虑到实验步骤有先后,以及更好地做到人机交互,必须使用专门为Flash脚本开发的ActionScript语言。如点击水泵开启按钮必须在阀门开启以后才能启动,直至水灌满后,才可以点击关闭水泵按钮。为了使实验更具有真实性,需设置阀门的流量控制,分为10个级别,可以逐渐增大或减小。运用开发环境编写C#程序,可以通过拖动添加组件,并自动生成组件需要的代码。在制作化工原理实验模拟课件时,可通过VisualStudio属性窗口设置各种开发元素属性如外观、名称等,且属性窗口中显示的内容,随着选择开发元素的不同而动态改变。利用VisualStudi“o工具箱”,可以向应用程序添加标准控件。在设置好窗体和控件后,利用Vi-sualStudio的代码编辑器编写程序代码。在命令窗口中,可以直接输入并执行各种命令,调试应用程序,并通过在即时窗口的命令行中输入表达式或变量名,可以得到它们的值。编写程序过程中,难免会遇到一些错误,开发人员需要对应用程序进行调试,查找错误的根源,以期达到设计要求。离心泵性能测定实验涉及到流体流动、水泵运转、仪表变化、阀门打开或关闭等动作,在仿真系统中通过Flas来实现这些动作的动态效果,使整个实验过程表现得更加真实。用Flash中的按钮实现动画交互效果,控制整个实验的操作并对数据进行采集,同时将数据传入C#,由C#对数据库进行读写操作,然后作出离心泵特性曲线图。
3.实验数据产生及处理。化工原理实验过程中往往要测定温度、压强、浓度、流速等数据,同时必须对这些参数进行整理和分析,并运用相关的理论公式进行计算,才能达到实验预期目的。化工原理实验实测数据多,绘图耗时费力,计算公式复杂,有时甚至需要进行迭代计算,借助计算机辅助程序可圆满解决这些问题。在仿真软件中,通过C#语言设计数据处理程序。根据各化工单元操作理论建立数学模型,使仿真数据在实际操作的数据范围内随机产生,以保证每个学生在进行仿真实验时即使初始条件相同,也不会得到完全相同的实验结果,更接近真实操作状况。试验完成后,点击“记录数据”按钮,计算机会自动记录数据,并在后台进行数据传递,然后根据预先输入的计算公式进行数据处理。数据处理后被保存到Access数据库中,再通过调用,将数据输出在DataGridView进行显示,或据此数据绘制实验曲线。
二、操作过程及功能概述
主界面使用VisualStudioC#中的窗体,通过添加菜单栏来控制试验的选择。其特点是方便、简单易用,更重要的是为今后仿真系统的逐步完善提供了空间。首先水泵的开关按钮是不可用的,必须在打开阀门以后,才能启动水泵。当水泵与阀门同时启动后,便开始灌水,在这期间禁用系统中所有的按钮。待灌水过程结束,先关阀门再关水泵。点击“开始实验”按钮,可以开启下一个界面继续实验。先打开水泵,然后打开阀门,通过阀门调节流量级别,仪表数值会随之变化。点击“记录数据”按钮,将仪表的数值记录在数据库中。当数据记录完毕,点击“查看数据”按钮,屏幕上显示10组数据以及由公式计算得出的“扬程”、“有效功率”、“效率”数值。点击“绘图”按钮,可直接绘制出H-Q、P-Q及η-Q三条特性曲线。无论是实验结束还是中途关闭实验窗体,都将出现一个对话框以提示实验者“是否保存当前数据?”操作者可根据提示对实验数据进行取舍。集合Flas和C#语言优点开发的化工原理实验仿真系统,具有界面直观、操作简单、支持人机交互、占用空间小等特点,能显著提高化工原理实验教学的效果,减少实验设备投资和损坏,降低实验投入成本,避免实验事故的发生。计算机辅助教学,特别是计算机仿真实验在化工教学过程中的应用,使学生接触了一种全新的实验手段,激发了学生学习的积极性和主动性,使学生创新意识得到培养,从而提高了整体教学质量。
关键词:石油化工 分馏塔 工作原理
一、分馏塔的工作原理
在石油化工生产的过程中,分馏塔是其重要的一种分馏设备,有机共沸物是通常用来进行分馏的混合物。有机共沸物在分馏的过程中,从反应釜底部液体物质受热变成为气体后,上升到分馏段,在分馏段内沸点较低的气体会持续的上升,使得沸点低的物体被分馏出去,然而沸点较高的物体由于没有达到相应的沸点,就会由于受到冷却而回流到反应釜内,随着分馏底部的气体继续加热,沸点较低的物质就会被分馏出来,当沸点低的物质被完全分馏出去以后,沸点较高的物质也会同沸点较低的物质一样被继续分馏,最后分馏出的是沸点高的物质,而残渣就会就在分馏塔的底部。由此可见,我们发现:分馏塔可以通过塔内的磁环,在有限的时间空间内,尽分馏塔最大的可能来增大液相混合物的热交换的面积。
分馏的实质是针对液体混合物沸点的不同,而依次加热分离的结果。分馏塔的原理主要是:通过液体的饱和蒸汽压的不同,从而实现液态物质之间的分离。分馏塔作为石油化工中能够分离不同化学物质的复杂塔,它能够从塔顶分离出全部或者百分之九十以上的杂质,来净化石油化工的产品,使用分馏塔的主要目的是使得在塔底得到杂质相对较少的产品,来净化石油产品,所以说石油化工产品的分馏过程是石油化工产品精致的预处理过程。但是,由于每次加入分馏塔物体的沸点不同,从而导致了在加热分离的过程中分馏出的物质是由沸点低的物质到沸点高的物质依次分馏出来的。与此同时,在研究分馏塔的过程中,还应当注意的是共沸点的问题,共沸点主要指的是共沸物的沸腾温度,倘若沸腾物的沸腾温度低于组成此共沸物的两个纯组分的沸点,则称之为共沸物具有最低共沸点,反之则称为具有最高共沸点。共沸物指的是把非理想的混合溶液,在一定的蒸汽压下的温度沸腾似得物质,在分馏的操作过程中,处于塔顶的馏分一般来说为混合物,通常在这种混合物当中也含有部分的塔底成分,而塔底分馏的分离过程并不那么严格,因此在塔底的产品中也会含有一部分塔顶的成分在里面,这些现象产生的原因就是由于共沸物和共沸点的性质而决定的,因此,对于这些共沸物来说,它是不能够用分馏塔来分离的。
一般来说,分馏塔的内部安装的方式分为填料塔或板式塔两种,它们的目的是为了加快分馏的过程。在石油生产的过程中,把分馏塔的操作类型主要分为了连续分馏塔和间歇分馏塔两种,如果想提高分馏的速度,需要在分馏塔有限的空间内,增加分馏塔的层数或者是增加燃料来提高热交换面积。有机共沸物是精馏分馏的混合物,共沸物是由确定组分的有机物组成,首先共沸物要从反应釜内受热上升到分馏段,沸点低的继续上升,而正是由于塔顶在受到低沸点物的传热后温度和低沸点物一致,所以低沸点物被分馏出来,而较高的沸点物因为没有达到相应的沸点,就会因受冷却后而回流到反应釜内或分馏柱下半部分,等到低沸点物被完全馏出后,较高沸点物相继被分馏,然后是高沸点物的馏出,最后反应釜底部是残渣。分馏塔的组成部分是塔内件,它在分馏塔内起到了很大的作用,它能够使气液在塔内有更好的接触,来提高分馏的速度,发挥到塔的最大的生产能力和效率。分馏塔内的不同设计和安装,对整个分馏塔的性能和操作运行起到了很大的作用。
二、分馏塔的内件安装
1.分馏塔内构件的施工程序
分馏塔内构件的施工程序主要是:将分馏塔安装就位是分馏塔内构件施工程序的第一步;其次,对分馏塔进行找正,调整好分馏塔的垂直位置;然后,再把分馏塔内的支撑架固定安装好,把包装箱打开,对分馏塔内的每一层内件进行依次的检查在对塔内件进行安装;最后,对塔内部进行彻底的清扫后并对其进行封控。
2.分馏塔施工前的准备工作
在分馏塔施工现场的准备工作中,首先需要对运输管道进行疏通,保证道路的平整畅通,从而保证后续工作的有序进行。其次,需要冷箱基础验收完毕,吊车的工作位置和行车路线的地耐力要达到相应的使用要求,这是因为分馏塔的质量相对较大,如果准备工作没有完成好,有可能多后续工作带来较大的影响,还要根据自己的情况对其进行加固完善处理。吊装的要求要与基础周围的强度相适应起来。再次,等到所有的吊装机索具检查完毕后,分馏塔筒节上的组对要临时平台安装到具置,冷箱板也要按照指定的位置放好,不要让底座直接着地;最后,将吊车需要用的绳索,卡环等用具按规格准备好,并认真的检查用具有无质量问题。
3.分馏施工的吊装方法
准备一辆质量为150吨的吊车,并依次对吊装进行就位组焊,分馏塔需要分段组对吊装。然后按照吊装的质量、设备的顶部、标高尺寸来选用相对适宜的吊车,最后确定好吊装回转半径、吊臂的长度、吊车的额定起重量等等。
4.塔盘及其内部固定件安装
保证塔盘质量的关键是支撑圈的安装位置与水平度,为了确保分馏塔塔盘和内部固定件安装尺寸符合规范要求,还需要尽量的精确计算筒节展开的长度,当筒节所用的板材因材质较厚而直径较小的时候,就应当对其进行伸量的拉大处理,尤其是在热卷时拉伸量更大时,为了提高滚圆的质量,节钢板拼接焊接缝的余高影空在允许的范围内而且不能够过高。钢板为了防止滚后扭曲,因此应当保证钢板的边缘与棍子平行或者垂直。在对谈判及其内部固定件进行计算时,首先应当考虑拆检系数、不均衡系数动载系数和安全系数。在平衡梁采用管式梁时,首先应当考虑梁的受力情况,并通过校核来确定。最后为了确保焊接的质量,应当安排经验丰富的老焊工对其进行焊接。在对塔盘及其内部固定件安装的过程中,一定要认真地阅读焊接工艺的规章制度,同时对平常的焊接经验进行总结,并同步的做好施焊的记录,等到式版机械性能试验合格后,再按照焊接工艺的参数对其进行其他筒节纵缝和环缝的焊接。
5.分馏塔施工安全的注意事项
分馏塔施工的过程中,首先需要注意的是塔内件的安装,首先应当注意塔内件的安装标准,在此基础上再按照横平竖直的基本要求来进行间距、间隙、底隙、进出口堰高等这些要求严格的尺寸要求进行。其次,通过设置专职的安全人员负责现场安全技术规程和现场设备的安全操作,还要使用技术较高并且经验丰富的老焊接工、钳工技师进行高质量的操作,并保证在操作的过程中不要碰坏浮阀,并且当浮阀松动时还要及时的发现,并对其进行最快速的处理。最后,是施工人员安全的保障一定要做到位。首先,入场的人员一定要做好保护措施,并对其进行进场前的安全教育,然后还要要求入场人员做好安全防护,一定要穿安全服,戴安全帽进入施工现场,高处作业一定要系好安全带,不得从高处乱扔、乱抛物品,还要严令禁止酒后作业,对特殊的作业人员进行资格的审查,避免出现大的失误和施工事故。
三、总结
掌握好石油化工分馏塔的工作原理及其内件安装的问题,是保证化工分馏塔正常安全生产的基础,只有把基础打好,才能让以后的工作能够更加顺利的实施。因此,在对分馏塔进行安装的过程中一定要按照施工图及其流程图来对管线进行核对,只有确认不会粗线任何问题和失误以后,分别派不同的专业人员进行不同的分区管理,严格按照要求的内容进行施工建设,从而达到分馏塔装置进行长周期平稳运行的目的。本文针对化工分馏塔工作原理及内件安装问题,以化工分馏塔的工作原理作为基础,从而探讨出了石油化工分馏塔工作原理及内件安装问题是保证石油能够进行安全生产的基础。
参考文献
[1]毕杰 《化工分馏塔工作原理及内建安装探讨》 大庆油田工程建设公司庆升实业公司 黑龙江大庆 163000 2013年2月上第三期 总第159期.
[2]袁冶 王臣 《谈化工分馏塔工作原理及内件安装》 《中国石油和化工标准与质量》 2012年04期.
【关键词】化工原理 多元化 教学手段 实践教学
【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2012)24-0187-01
化工原理是当前化工相关专业所开设的最主要的专业基础课,是学好其他专业课程的基础。其内容由化工过程中各种单元操作的基本原理及典型设备的操作和化工基本计算所构成,同时这门课程与化工企业岗位联系紧密。因此,如何在课堂上充分调动学生的思维灵活性,激发学生学习的主动性,培养学生运用基本原理分析和解决化工操作中的实际问题能力,是化工原理教学中的关键。
一 改革和完善教学方法和教学手段
1.采用多媒体教学
化工原理是一门实践性很强的工程学科,其教学内容是与实际密切相关的,尤其离不开对设备的讲解。生产中所用到的化工设备如离心泵、换热器、精馏塔等学生以前从未接触过,缺乏感性认识。传统化工原理教学,教师仅用粉笔、黑板和语言表达教学内容,教学是在静止、平面、呆板、抽象中完成,费时费事,效果又差。采用计算机多媒体技术,运用视频、动画、图像等现代教学手段,如用动画展示雷诺实验;用动画展示设备各种板式塔的塔板结构、漏液、液泛和雾沫夹带等现象 ,可以形象逼真地重现设备操作和设备内部结构,使得复杂的结构直观化,原理教学简单化,在课堂上给学生一种很强的感性认识,使课堂内容丰富而又生动。同时,通过采用多媒体技术辅助教学,增大了课堂信息量,促进了教学内容的更新和发展,扩大了学生的知识广度。
2.采用多元化课堂教学手段
课堂是最重要的教学阵地,在化工原理教学过程中,如何将内容讲解清楚,使学生熟练掌握,调节课堂气氛、调动学生的听课积极性是十分关键的。在课堂教学过程中,运用启发、讨论、互动式的教学方法,激发学生的学习积极性;采用以教师讲授为主,分阶段目标实施法,类比式教学等方法,使学生有获得成功后的喜悦。这些教学手段的实施,能大幅提高课堂教学效果和培养学生的创新意识。
3.加强教学反思
“学而不思则罔,思而不学则殆”。教学反思是教师对自己教学过程的总结。通过反思,教师可以不断地提高自身能力并形成自己的教学思想和风格,使教学水平不断提高,才能赢得学生的信任和领导的赏识,自己的才能才可以得到更大的发挥。反思应主要集中在平时的教学工作中,要从不同的视角和方式找出教学中的优点和各种诟病,审视自己的教育方法,寻找不同的视角看问题,在教学中不断反思,不断提高自己的教学水平。
二 加强化工原理课程的专题性教学
根据化工专业的人才培养目标,在可就业的化工技术领域中,化工类专业对于化工单元操作的原理和应用知识深度的要求更多。因此,应该在化工单元操作的原理和应用知识深度上进行拓宽与加深,通过进一步学习化工原理实验课程达到该目的,因此,做好化工原理实验课程的教学内容规划显得更为重要。
1.强化单元操作理论分析
首先对学生在化工原理中已经学习过的单元操作进行知识结构梳理和复习,找出重点,然后有针对性地进行深化剖析。如柏努利方程式的推导,通过流体流动机械能衡算方程式的这种导出过程,方程式的机械能是单位流体的能量,与管道中流体流量的大小无关,这个概念会给学生留下深刻的印象,从而很容易理解流体流动机械能衡算方程式可以适用于分支管道和汇合管道。通过化工原理实验教学,能激发学生们探究问题的好奇心,活跃了思维,拓宽了视野,提高了分析问题、解决问题的能力。
2.选择典型例题进行教学分析
在学习各单元操作的基本内容之后,如何检查真正理解和掌握的情况? 典型考试题就是很好的教学分析材料。为了激发学生积极向上的进取心和好奇心,同时为了树立自身的自信心,选择典型的考试题目进行教学分析则更加有意义。
教师对题目要做好细致的分析,向学生讲解之后要及时做题目,进行分析评述,要及时评价所分析题目的难易程度,使学生心里有底。
三 加强化工原理课程的实验教学
实验教学是化工原理课程教学的一个重要环节,其任务是让学生加深理解和巩固已学的设备理论和操作知识,培养学生解决工程问题的能力和掌握一定的实验操作技能。通过对实验现象的观察、分析和讨论来培养学生独立思考问题和解决问题的能力。现在化工原理实验主要是利用化工实习软件和仿真软件,仿真实验是化工原理实验的一种发展趋势,利用仿真软件,将传统的“预习—操作—报告”模式改变为“预习—仿真—操作—报告”的新模式。
总之,教学改革是一个长期的过程,需要与时俱进,不断改革创新,改变传统教学模式,寻求新的教学方法;不断关注学科的发展前沿,及时补充课程发展中的新成果和新动向,将学生培养为具有知识新、适应能力强等高素质的应用型人才,才能让学生在激烈的竞争环境中脱颖而出,成为化工行业里的中流砥柱。
参考文献
[1]严世强.多媒体技术在课堂教学实践中的若干误区探析[J].教学研究,2006(4)
[2]段东红、刘世斌、郝晓刚等.化工类本科专业课程体系实践性教学环节课程教学改革刍议[J].广东化工,2008
关键词:《化工原理》;必要性;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)08-0107-03
《化工原理》课是学习化学工程与工世专业的基础。它几乎覆盖了化学工业的各个专业,例如:化学工程、化工工艺、高分子化工、精细化工、工业分析、电化学工程和工业催化等。作为一门基础专业课,《化工原理》是学校开设的核心课程,为了更好地发展这门课程,在教学方法和教学手段上要相对做出调整。
一、兴趣是激发学生学习的源泉
兴趣是人类在需求的基础上,逐渐的在日常活动中发生、发展的。人类需求的对象往往是兴趣对象,由于人们对不同事物产生的需要不尽相同,所以能够培养多样的兴趣对象。正如瑞士心理学家皮亚杰所指出的:“兴趣,实际上就是需要的延伸,它表现出对象与需要之间的关系,因为我们之所以对于一个对象发生兴趣,是由于它能满足我们的需要。”[1]兴趣帮助人类认知事物和从事各项活动,促进人们不断的去探索并发现新事物。兴趣对人类起到一定的推动作用,如在人的学习生活中,它指引人类对事物表示关注,对于感兴趣的,能够主动的带着愉悦的心情去探究。孔子说:“知之者不如好知者,好知者不如乐知者。”孔子的这句话说的也就是兴趣对于学习的重要性。所谓学生对学习感兴趣,也就是说,学生带着高涨的、激情的情绪从事学习和思考,对面前展示的真理感到惊奇甚至惊讶;学生在学习过程中能够意识和感觉到自己的智慧和力量,体验到创造的欢乐,为人类的智慧而感到骄傲。真正要使学生对学习感兴趣,真正使你的课堂活跃起来,就使学生有对知识的渴望和有知识的愿望。[2]《化工原理》原理专业课依据自身的特点,将操作原理、规律作为核心,对以后的操作设备在选型以及设计上起到一定的辅助作用。而传统教学模式仍保留着保守灌输式。学生的思维方式仍然是记笔记和强化记忆,得到的效果可想而知。而理论联系实际可以充分调动学生学习的热情与兴趣,加深印象,极大地提高了学习的质量。
二、加强理论课与实验课的有机衔接,使学生充分消化吸收理论知识
《化工原理》实验是与理论课同步进行的实践教学环节,是《化工原理》教学的一个重要环节。作为一门独立的基础课,《化工原理》实验在《化工原理》课程教学中举足轻重,对加深和巩固课堂教学的基本内容,培养学生的实践能力、创新能力具有很大的作用。实验室设备的提高也能培养学生实验创新的能力。但目前《化工原理》在实验教学方法、测试手段和技术上仍有许多问题。由于采用两套师资队伍,学生层次不同,理论课教材不同,难免使理论课与实验课脱钩,[3]实验教师要认真组织好实验教学,实验课采取课前预习、写出预习报告、现场抽题笔试和口试相结合、实验操作、编写实验报告、期末书面考试的教学方式。在理论授课中,与实验相关的章节,教师有意识的讲解所要验证的理论,使理论和实践相结合,这样便达到了理论与实践的统一。
三、改进教学方法与手段,提高教学效率
传统的黑板加粉笔的教学模式,教学方式呆板、抽象,不仅使学生觉得枯燥无味,不能理解教师所讲授的内容,而且也不能带动教师的教授热情。化学工程课程的实践性比较强,传统教学模式不能取得理想效果。教师难讲,学生难学,因此,教学手段的改革应是教学改革的重点。[4]
1.多媒体教学。实践证明,由于多媒体教学能够把抽象的概念或过程形象地展示,将设备结构、操作原理、工艺流程中物料的流动情况等动态地展现,使原本难讲难学的教学内容更直观、生动、形象,降低了教学难度,学习效果显著提高。
2.教学模型与实物教学。要收集一些化工单元操作设备的实物,购买相关教学模型供课堂教学及学生在实验室参观使用,增强学生的直观感受。
3.课堂时间增加讨论课。在实践中我们认识到,讨论是重要的教学环节之一,是课堂教学的必要补充,为学生相互学习和提高能力提供了机会。为此,我们将10%的教学课时安排为讨论课。将理论课程和课程研究项目教学过程存在的相关技术问题和理论问题溶于讨论,以学生讨论为教学形式,深入研究探讨各个阶段所涉及到的知识点,提高学生综合运用本专业知识,分析、理解和解决本专业及相关行业的理论和实践问题的能力。由于学生是主动投入,思维没有受到任何禁锢,他们更容易全身心地投入到其中,其活动效能明显高于传统模式下的课堂教学。课堂上那种平淡而沉闷的气氛一扫而空,学生能很快进入角色。[5]教师要充分发挥指导作用,始终把注意力集中在启发引导学生上,保证讨论不偏离方向,适时地点出结论,做好总结。
四、建立仿真实验实践教学模式
仿真技术是计算机编程软件与现代化过程控制相结合的产物,应用多媒体技术对化工操作系统进行有效的模拟,使人们可以脱离现场及实际生产的限制,就能进行仿真的化工操作,有效地避免了实际操作的危险性,提高了操作水平。将仿真实训引入教学中,可大大提高学生对化工操作的感性认识,缩短了下厂适应期,学生通过所学的知识来判断和纠正错误,掌握正确的操作方法,增强了学生判断问题和解决问题的能力,并且增加了教学效果,该系统已在实践教学中占有十分重要的地位。化工仿真教学系统的出现将传统的理论课、实验课教学与化工仿真教学有机的结合起来,丰富了《化工原理》课程的教学手段,在实际应用中,化工传统教学与化工仿真教学优势互补,更加提高了教学效果。
五、完成课程设计
课程设计是《化工原理》课程教学中综合性和实践性较强的教学环节,是理论联系实际的桥梁,是使学生体察工程问题复杂性的初次尝试。课程设计就是对于课程的各个方面作出规划和安排。课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现、分析、提出和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,通过课程设计,要求学生了解工程设计的基本内容,掌握化工设计的主要程序和方法,培养学生分析和解决工程实际问题的能力。是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。通过《化工原理》课程设计,要求学生能综合运用本课程和前修课程的基本知识,进行融会贯通的独立思考,在规定的时间内完成指定的化工设计任务,从而得到化工工程设计的初步训练。同时,通过课程设计,还可以使学生树立正确的设计思想,培养实事求是、严肃认真的工作作风。[6]归纳起来,可以培养学生以下几个方面的能力:洞察力、抽象能力、创新能力、使用计算机的能力、撰写论文的能力、相互交流与协作的能力。
《化工原理》是所有化工类及相关专业人才必须掌握的一门课程,如何通过该课程的学习以培养学生的思维能力、自学能力、理解能力和创造能力,增强学生的工程意识,在国家提出的质量工程改革与实践中对化工专业及相近专业显得尤为重要。以《化工原理》课程的教学现状来看,它不仅要科学安排课程结构,还要考虑到课程目标、课程实施、课程评价等一系列外部环节之间的联系,但课程改革不是一蹴而就的,它是动态的、持续的、永恒的。我们应立足现在的条件,不断探索,不断实践,争取实现我校《化工原理》教学改革新的突破,为培养21世纪工程人才提供更好的平台。
参考文献:
[1]蔡莉.《化工原理》课程改革初探[J].长春理工大学学报.2005,(12).
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[4]李志洲,刘军海.“化工原理”课程教学改革与探索[J].陕西理工学院化学与环境科学学院.2010,(11).
关键词:中职;化工原理;教学策略
化工原理是从事化工行业人员必须要学习的课程,它对化工生产过程中所涉及的较为常见的单元操作规律进行了全面的揭示。化工原理课程是中职院校化工类专业基础课程的重要组成部门,是公共基础课到专业课的过渡,是“承上启下”的关键课程。化工原理课程的掌握程度对后续专业课程的学习有着重要的影响。教师应该采用有针对性的教学方法,使学生对专业基础知识有必要的掌握,尽快进入专业内容的学习,为学生日后的职业发展打下坚实的基础。
1 利用“化工环境背景”实施教学
中职化工原理课程的实践性要求很强,学生除了需要教师在课堂上讲解基础理论知识,还需要在教师的指引下完成实践操作。因此,教学过程不能仅限于教室,还应该在实验室中搭建教学环境,为学生营造具有化工背的教学场景。职业院校的培养目标是使学生具备从业技能,而技能型人才的培养不能脱离“化工环境”。一味地追求理论教学,忽略了实践技能的培养,将违背职业院校的教学目标。但是,技能要依靠理论的指导,不是熟练侧操作工。理论教学过程的确枯燥乏味,学生不易理解,老师教着费劲。因此,化工原理课程教学过程的有效实现,可以通过对教学内容和顺序的调整来完成,选取恰当的时机,对学生进行实验教学,在实验中遇到的问题时可先让学生讨论解决方案,然后再进行理论知识讲解,让学生理解理论知识的具体应用;在理论知识的指引下完善实验操作,加强学生对理论知识理解的同时,强化实操技能。这样使教学过程的有效性提升,实现了理论知识和实践技能的有机结合。
引用多媒体教学方法对教学过程来说起到了积极的促进作用。多媒体能够将“声、视、色、影”形象化,对“化工环境背景”的创造来说意义重大。在教学过程中,多媒体教学方法的合理运用,不仅可以凝聚学生的注意力,激发了学生对专业知识学习的兴趣,而且有效地缩短了课堂教学的时间,促进课堂教学的效率全面提升。在化工原理多媒体教学中应用较多的方法有:实验效果演示、课件讲解、仿真模拟等。例如蒸馏单元中两个较为重要的知识点,最小回流与全回流的讲解过程,教师不借助多媒体教学方式,也能够完成知识点的讲解,但是学生理解起来较为困难,教学效果不理想。多媒体课程教学,通过动画课件演示,清晰明了地将“从全回流到最小回流的梯级变化”呈现的学生面前,有助于学生的理解,使难点知识的学习变得简单轻松。
2 教学内容的设置要以学生为本
经典的化工操作过程及化工设备是化工原理课程讲授的主要内容。以现在职业学校学生的学习状态而言,化工原理教材章节的编排采用各种典型化工单元,教材理论会较深,学生的学习效果较差。完全打破长期形成的知识体系,在教材内容上来说也是不现实的。举一个传热单元的例子,教材的内容一般都是从传热的基本概念开始,接下来是传热速率、三种基本传热方式、总传热系数、传热推动力、传热面积、到换热器为止。在教学过程中,一般都是从基本的概念知识开始,在按照上面的顺序依次讲解三种传热方式的基本规律、计算方法等,最后讲到换热器。在当今的教学中,教师们已经习惯于这样顺序的教学。但是应用到实际教学中,针对现在中职学生的学习状况,学习效果并不好。我认为存在更好的讲授方法,在传统的教学顺序上,做出适当的改变。可以从换热器这一知识入手,将换热器作为学习传热这一整个单元的切入点。新的教学顺序是:①初步了解阶段:换热器的工业应用、结构、类型、传热原理等知识的讲授;②进一步加深印象阶段:组织观看录像、仿真模拟实验;③实验阶段:进入实验室操作,现场接触换热器,开始换热器的实验,学会换热器的操作,学习壁间两侧流体的不同流动方式,并为了下一次实验,记录下逆流、并流对换热度传热效果的原始数据,在实验结束后,学生之间进行对换热器的小结和讨论;④深层次学习阶段:选用或设计换热器。包含传热面积、传热推动力、传热速率、总传热系数等;⑤再次实验阶段:带第一次实验的原始数据,再次进入实验室,完成测定膜系数的传热实验;⑥总结:改变后的学习顺序,可以使得学生学习由浅入深、从易到难、循序渐进、反复渐进、反复强化难点。同时这样的学习方式既学习了理论的知识,又结合了实际实践,同时符合培养职业学习的特点。将换热器作为学习传热单元的切入点,从换热器入手,通过对换热器各项知识的深度学习,逐步完成对整个单元的学习。其他的单元也可以采用同样的学习方法,例如蒸馏单元,切入点就可以选用精馏塔和蒸馏釜。
3 搭建第二学期平台,激发学生潜在学习能力
除了加强课堂教学这一项可以提高学生化工原理这门课堂的效率外,也可以适当的延续课外教学,这一环节必不可少。为了进一步巩固知识课堂上的所学,最大可能激发高职学生的潜在学习能力,建立课外的化工原理学习平台势在必行。现在化工原理学习一对一结对帮扶活动和化工原理兴趣小组这两项课外活动发展较为成熟,通过课堂外的多样学习平台和学习模式,让课堂知识在课外得到延续和实践,在第二课堂的学习可以主要培养学生的自主管理能力和自组学习能力,做到以学生为主体的教学,进一步激发学生的潜在学习能力和调动学生的学习积极性。
4 建立课堂教学激励机制
激励方式的最终目的是将学生“要我学”思维发展成“我要学”思维,最大限度调动学生的学习积极性,让学生主动的加入到课堂内外的学习活动中。教师建立合理的激励机制,并引入到化工原理课堂教学,让学生有目的地带着问题参与知识教学中。而在整体教学中,要让学生真正成为课堂教学的主体,而教师起到指导鼓励作用。教师需要授课前将充分研究教学内容,找出教学难点。课堂上设计良好的教学环节,例如分组讨论、组间辩论等形式,做好教学的大方向把握。在课堂外,组织好学生的课外实验实践活动。对于重要难点的把握,避免直接将难点和方法指给学生,鼓励学生主动发现难点,并将其分析、简化,按照阶梯难度,循序渐进的方式教授给学生。这样多采用启发、鼓励的方式,将难点交给学生自己解决,可以加深学生的学习印象,更好地达到良好的学习效果。
5 总结
中职教育是技术型、实践型和职业专门化的高等教育,经过在教学过程中不断的探索和实践,已经能较好的处理基础课与专业课、专业技能与综合素质、理论教学与实践教学之间的关系,今后需要做到结合我国实际情况,进一步开展高层次人才培养模式,培养适应当今社会的一技多能型人才。
参考文献
[1]程圣国.基于实际工程课题的土力学实践教学改革探讨[J].现代阅读(教育版),2011,(09).
[2]吴桂明.中职院校“网络操作系统”课程教学改革方案探讨[J].新乡学院学报(自然科学版),2011,(3).
[3]张健.职业学校电脑美术设计专业教学改革初探[J].现代阅读(教育版),2011,(09).
关键词:职业高中教育;求职就业;化工原理;教学优化
职业高中教育是为劳动者就业而进行的职业准备教育,培养学生的职业能力和职业素养,为用人单位输送高技能劳动者是职高《化工原理》教学的根本目的。只有瞄准市场导向,立足学生专业发展,优化职高《化工原理》教学,才能为学生的相关专业课程学习和求职就业奠定坚实的基础。
一、关注社会就业要求,更新教师教学理念
由于职业高中教育在我国的发展历史比较短,无论是社会、学校还是教师对于其本质和内涵的认识还存在许多误区,从而导致职业高中学科教学自觉或不自觉地沦入重书本、轻实践,重理论、轻应用的老路,弱化了教学的针对性、特色性和职业趋向,背离了职业高中教育教学的目标和初衷。为了使我们培养的学生在就业市场占领先机,职高《化工原理》教师必须对应社会职业要求,从职高教育是就业教育的大方向出发,积极更新自己的教学理念;清醒地认识到职高《化工原理》作为化工及相关专业的主干课程,与化工生产过程及化工设备的构造与操作紧密相联。该课程的学习主要是培养学生的工程观点,让学生掌握未来职业岗位必须的流体流动、流体输送、过滤、传热、蒸馏、吸收、干燥的基本原理及典型设备的操作,培养运用与专业相关的化工知识于职业工作实践的基本技能。所以,职高《化工原理》教学要结合社会对化工初中级专业人才的客观实际要求,构建化工知识技能与学生职业素质的有机融合,不过分追求化工基础知识的高难与深奥,使得涉及的内容要更广、更新,并集综合性、实践应用性为一体,以期使学生通过学习与探究形成扎实的专业素质,提高分析和解决化工实际问题的能力,练就更为实际、适用的就业技能。
二、根据专业培养目标,调整课程设置和教学内容
知识与技能结构决定着学生的培养质量,课程设置和教学内容决定着学生的知识与技能结构。为了使职高《化工原理》教学更好地贯彻“以就业为导向,以服务为宗旨”的办学思想,我们应该进行深入细致的市场调研,与企业和用工单位进行交流与沟通,虚心听取企业和用工单位的意见,确定恰当的专业培养目标,按照企业和用工单位人才需求相应调整课程设置和教学内容,变更课程结构和权重比例,力争做到理论与实践、传统内容与现代内容、专业知识与技能、综合素质与能力的有机统一,并注重将新知识、新技术融入到课程体系和教学内容中。例如,为了实现课程与岗位、课堂与车间、学业与职业的三个对接,我们将统编的《化工原理》课程定向分解、组合成若干单元模块,每个单元模块又细化为多个教学模块。各模块内容既相对独立,自成体系,又相互联系,彼此对应。在实际教学中则根据学生的未来职业需求,合理取舍组合。这样的课程设置和教学内容调整极大地改善了人才培养结构,提高了学生就业成功机会和专业对口率。
三、创新教学方法和手段,强化学生操作能力的培养
在公平竞争、双向选择的人才市场上,职高生的实践能力是就业的核心竞争力。为了实现职高教育与用工单位的“无缝对接”,体现学生能力培养的中心地位,我们应该以现代职业教育先进理论为指导,创新教学方法和手段,突出化工单元仿真实训、化工单元操作实训等实习、实验、实训教学环节,加大实践性教学力度,强化学生操作能力培养。例如:在“离心泵”单元教学中,我们没有过多地进行课堂上的理论讲授,而是将其设计成一个实训项目,让学生在实训中自主掌握:①离心泵的各部分结构;②叶轮形式,理论压头导出过程;③离心泵的基本方程;④离心泵的主要性能参数;⑤离心泵的工作点与流量调节;⑥如何判断汽蚀的产生;⑦离心泵打不上液体可能有哪些原因;⑧如何用仪器测定离心泵的性能参数等知识与技能。在校内实训的基础上,更加注重学生在企业或用人单位的实习、见习,让学生在真实的工作环境中将所学的理论知识与生产实际紧密结合起来,执行规范的职业标准,熟练掌握各个单元过程的实际操作技能,在岗位实践锻炼中体现自己的专业优势,培养个人的就业优势。
总之,职业高中教育是以就业为导向、以岗位需求为准则的应用型教育。在就业压力日益增大的今天,职业高中《化工原理》教学优化必须时刻关注社会、关注用人单位对学生的专业素质要求,以应用和实用为核心,实现教学对学生知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观三个方面的价值体现。有效提高学生的专业知识与社实践能力修养,使学生的职业素质和就业能力得到稳步的提升。
参考文献:
1.张永春,张慧波.情境教学模式在《化工原理》教学中的应用《职业教育研究》2009年第3期.
[关键词]独立院校;案例教学;毕业设计;互补作用
化工原理是化工及相关专业的核心专业基础课,具有由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用,在培养学生专业素质和工程能力方面有着不可或缺的地位,是考研和职业资格考试的必考科目。因此,化工原理的教学改革至关重要。
一、案例教学法在化工原理教学中的重要性
化工原理课程具有很强的工程性和实践性,要求学生对化工生产过程及设备有感性认识与了解。教学内容包括流体输送、沉降、过滤、搅拌、传热、蒸发、精馏、吸收、萃取、干燥、结晶等单元操作过程,它们相互独立,遵循的原理和法则各不相同。生活中常见与之相关的例子,如送水送气(动量传递)、吹风干燥(热量、质量传递)等[1]。考虑到学生的生活和实践经验较少,教学过程中如能适当引入工程案例,对提高授课质量、激发学生学习兴趣及培养学生的创新能力,将会具有十分显著的效果。工程案例教学法起源于20世纪20年代,是指在具有较强工程背景的课程教学中,教师通过精心组织,引入工程实际案例与学生进行分析和讨论,旨在培养学生的工程观念,提高学生综合分析和解决实际问题的能力,以期达到激励学生主动参与教学活动、提高教学效果、知行合一的目的[2]。化工原理案例教学能弥补教材内容相对固定与教学内容更新慢等不足,同时作为基本原理的稳定性与其应用不断发展之间的有效衔接,能较好地反映化学工程学科的发展与化工技术的进步[1]。经过多年的实践和探索,案例教学法的运用已日趋规范,工程案例教学法在高等院校日益受到重视,对我国高等教育的改革和发展起到了积极的促进作用。常见的化工原理案例教学包括开篇案例法、问题案例法和综合案例法。其中,综合案例法最为重要,即在每个单元操作的结尾,列举出该单元操作的工程设计(或工程改造)实例,提出需要解决的工程问题,引导学生综合利用本单元操作相关知识,解决该工程设计(或工程改造)中存在的问题[2]。综合案例法涉及的知识点较多,实践性较强,需要教师将多年教学经验、参与各项工程实践的收获与科研研究积累三者进行有机结合。三本院校在化工原理教学中更需要转变教育思想,根据应用型人才的培养定位,在保证基础知识传授的前提下,降低理论要求,多引入案例教学,突出实践技能的训练。笔者作为年轻教师,毕业后即从事大学教育工作,缺乏相对集中的企业实践经历和科研锻炼,缺少教学案例素材的积累,因此在化工原理教学中,一直探索如何能就地取材,把案例教学和本科毕业设计课题相结合,在毕业设计指导过程中收集案例来丰富自己的教学内容,使两者互为补充。
二、案例教学法和毕业设计相结合的可行性
在化工专业本科教学过程中,毕业设计是培养学生综合运用多种理论知识分析与解决实际工程问题的重要教学环节,也是最能体现学生工程实践能力和创新能力的环节[3]。毕业设计涉及化工原理、物理化学、化工分离工程、化学反应工程和过程装备设计等课程的知识,其中化工原理知识是学生使用最多的[4]。下面列举三个实例来说明如何将化工原理与毕业设计课题相结合,在化工原理教学过程中有的放矢地引入案例。
(一)农产品的热风干燥研究课题
这是一个实验型的研究课题,目的是对农产品在热风条件下的干燥特性进行研究。实际的生产加工过程中采用变动的干燥条件,而该实验采用洞道式干燥设备,用大量热空气对少量物料进行间歇干燥,并维持空气速度及与物料的接触方式不变,将变动干燥过程近似简化为恒定干燥过程,实验所得结论可用于指导实际生产。该课题涉及化工原理干燥单元操作的许多内容,如空气干燥的基本参数的意义和湿焓图、恒定干燥条件下等焓干燥的相关知识等。研究过程中要先根据实验数据绘出干燥曲线和干燥速率曲线,选择适宜干燥条件;再利用热量衡算进行节能优化,选择最佳能耗条件和废气循环比;另外为了深入考察影响因素,还需找到恒速段和降速段对流传热系数的不同计算方法,分析干燥过程对流传热系数的变化规律。因此在开题阶段,指导教师就会要求学生认真学习化工原理干燥一章的内容,牢固掌握基础知识,然后才能开始下一步的实验研究工作。该课题将复杂的工程问题进行了合理简化,体现了工程方法论的思想,并为讲授化工原理干燥单元操作提供了实例。讲授恒定条件下的干燥特性一节时引入农产品热风干燥数据、干燥曲线和干燥速率曲线图,有助于学生直观理解干燥的过程和分析方法,加深对干燥原理的理解。另外,实验能耗优化部分和废气循环讨论可用于干燥物料衡算、热量衡算及过程优化的教学。
(二)一硝基氯化苯生产车间硝化工段的设计课题
这是一个综合性比较强的经典题目,来源于实际工业生产。目前,生产工艺已比较成熟,一般用混酸作为硝化介质,以氯苯为原料,运用三釜串联在常压等温环境下进行连续硝化。该课题主要研究一硝基氯化苯的提纯精制,废酸与一硝基氯化苯的分离和循环利用,生产产生的废气、废液处理和硝化工段的生产装置。在课题研究过程中,学生首先根据题目搜集所需的资料和数据,进行工艺流程设计,然后对生产中各个设备进行物料衡算和热量衡算,对主要的设备进行工艺计算和选择,最终完成一个车间工段的设计工作。该课题涉及的专业内容比较全面,包括化工工艺设计、公用工程设计、外管设计、自动控制设计、环境安全评价及经济核算等。整个设计过程需要进行大量的计算,单纯的手工计算费时且准确度差,使用计算机辅助软件可让设计过程事半功倍,如使用Aspen plus、ChemCAD等进行物料衡算、热量衡算和工艺流程图绘制。工艺流程中除硝化反应外,其余均为物理过程,涉及流体输送、搅拌、传热、非均相分离等单元操作,还涉及安全环保、仪表控制、分析检测等。设备的计算和选型是设计的重点,包括配混酸工段的换热器设计、硝化反应釜的夹套换热器和蛇管换热器的选型、萃取釜和萃取分离器设计及附属流体输送设备的选型。化工原理教材中对换热器的讲解以列管式换热器为主,而该课题中多种换热器的设计和选型很好地补充了特殊间壁式换热器的知识;同时附属流体设备的选型可以作为日后教学中离心泵选型的案例,尤其是书本中谈及较少的耐腐蚀泵的选型案例。
(三)间壁精馏塔的流程模拟优化与水力学冷模实验研究课题
本课题是对三元物系分离的创新型设备———间壁式精馏塔的设计和研究。常规精馏操作需要用两个塔顺序分离才能得到三种不同的纯组分,而分壁塔中只需要一个单塔就可以同时得到所有组分,并能达到指定的精密分离要求。因此,间壁塔可以显著提高精馏的热力学效率,降低能耗,节省设备购置费用,且适用于传统旧式精馏塔的改造。为了较好地实现塔内分隔板两侧的气液分配,现在工业上使用的间壁塔一般会通过设计使用特殊的内构件来改变塔内压降,从而达到调节气液分配的目的;或者是将分隔板在塔内偏心放置,通过改变分隔板两侧的横截面积,来改变分隔板两侧气液分配。为了探究分壁的气液分布规律,掌握其运行控制的关键技术,毕业设计中会通过冷模实验、经验关联公式计算和数值模拟的方法对其气液分布规律进行研究。因研究内容较多,故该课题可拆分为三个子课题,分别是:1.设计间壁精馏塔冷模实验装置并观察气液负荷在设计范围内变化对气液流量控制效果的影响;2.验证新型气体分配控制专利技术的特性和改进空间,分析总结气相分配规律及变化机理;3.运用Mathcad软件进行塔板设计、水力学计算和核算,采用Aspen Plus、ProcessⅡ软件进行精馏塔的简捷计算,并进一步对流程做静态和动态模拟,针对产品的质量和能耗,进行可调节的自由度优化分析。该课题主要涉及化工原理的精馏单元操作和塔设备设计,这部分的教学中如能适当融入一些本领域的最新发展动向和创新成果,进一步拓宽教学内容,会取得更好的效果。将间壁塔课题作为新型结构塔的实例引入精馏塔设计教学中,可以极大地提高学生的学习兴趣,帮助学生了解最新的前沿分离技术,还可以作为化工原理课程设计中精馏塔设计任务的扩展,进一步锻炼学生的设计能力。
三、结语
讲义作为本专业网络教学资源库的一部分,学生可以在实验之前,阅读资源库里相关的讲义及理论知识,做好预习工作,从而实验的时候更有效率。化工原理实验课程的顺利进行,可以促使学生理论联系实际操作,学会从化工原理的角度解决实验中出现的相关问题。在实验教学上采用的主要手段是引导学生循序渐进的了解单元设备和工艺过程。比如,对于流体流动单元操作来说,需要解决的问题是直管阻力损失与局部阻力损失。单元设备包括三段并联的长直管分别来测定各个阻力损失。学生根据讲义做实验步骤设计,分别测不同情况下的阻力损失情况。处理最后结果时,学生要深刻理解相应理论知识才能做好数据处理,绘出相应曲线。完成最后的思考题,又可以将本段元操作所用的知识系统的融合在一起进行回顾,最终达到理论与实践的完美融合。
一、合理运用实验教学仿真软件
化工原理实验作为新增设的一个专业基础科实验,要合理选择单元操作实验内容,实现与理论知识更好的融合。因此,每个章节选择一个具有代表性的单元操作内容。由于实训基地刚刚建成,学生实验课时有限。想在有限的课时内完全掌握每个单元操作尤为困难。这样我们购买了一部分仿真教学软件。在去实训基地做实验实训之前先在课堂上对相关单元操作做仿真软件模拟流程。在仿真软件中有操作提示项目,学生可以根据自己设计的实验步骤进行仿真实验,若实验步骤操作有误,仿真软件会及时提醒。同时仿真软件还包括了该单元操作的相关思考题,学生通过对思考题的思考回答,重新复习了一遍理论知识,同时也掌握了该单元实验操作的具体方法。进入到实训基地以后,学生再做单元操作实验会得心应手,减少了错误操作率,现场实验技能大大提高,实验效果事半功倍。
二、以学生为主体推行项目教学法
项目教学法是目前辽阳职业技术学院要求教师教学方法改革的目标。在调查了学生化工原理课程设计过程中遇到的问题和学生在大三进行企业顶岗实习所需要用到的理论和相关实践技能之后,有目的性的选择某一章节作为项目教学法的改革章节。学生对项目目标结合单元操作从理论的需求着手,包括该项目所需要的信息,所掌握的理论,所需要的操作步骤,所要解决的问题,和企业相关的实践和最后的总结等方面做一定的调查与整理,形成一整套的学习方案。整个过程中,学生可以寻求教师的指导与帮助,共同面对和解决在项目进行中遇到的困难。我们选取过滤单元操作作为项目教学法的改革章节。项目要求学生掌握过滤与反冲洗两道流程操作,需要自己设计过滤的阀门关闭状况,需要自己掌握用料配比,需要自己控制过滤时间及需要的滤液体积,需要自己区别滤板与板框,需要自己从过滤阶段顺利转换到反冲洗阶段。在实验操作中学生要熟练来回开闭相应阀门,而如果学生掌握知识不够,任何一步操作失误均会导致实验失败。通过这种项目教学方法,学生自我发挥空间大,不仅提高了学生的自主创新能力,学生在课堂上学校里就能模拟企业实际生产过程让学生学会积极主动的面对实践的挑战和企业的挑战,为以后顺利进入企业奠定了坚实的专业基础。结束语《化工原理》课程教学改革促使学生角色进行改变,学生由被动的“要我学”变为自主的“我要学”[2],提高了课堂教学效率,学生转换为课堂的主角。在以后的教学中,还要积极探索新的教学方法和教学思路,优化教学效果,使学生的创新能力和综合能力得到提高,适应社会发展的需要[3]。
作者:刘姣姣 单位:辽阳职业技术学院
【关键词】化工原理网络课件设计开发
本网络课件通过各种网页制作工具完成化工原理网络课程课件的制作[1]。
课件内容有:(1)课程负责人主讲教师(2)教学队伍(3)课程描述(4)电子教案;(5)课程建设规划(6)教学大纲(7)教案(8)设备动画资源(9)作业习题(10)参考文献(11)讨论与答疑(12)模拟试卷(13)网上答题。
1 主要开发语言
本网络课件开发语言有“Hypertext Markup Language” [2]、 “Active Server Page” 开发工具主要有 Dreamweaver8.0、Photoshop7.0、Flash8.0、Access2003。
2 主要开发过程
网站的开发由静态网页和动态网页两部分组成,静态网页包括:主页(登陆后)、电子资源和动画资源;动态网页包括:登陆系统、在线答疑和考试系统。
2.1静态网页的开发
(1)主页的开发:首先打开Dreamweaver,先定义一个站点,站点的作用是连接“书”内容的线,在创建新项目中点击“站点”出现菜单。为站点起一个名字hgly,然后给站点的地址定义为。保留logo、上部导航、网站地图、公告栏、用户登录和导航链接以及底部版权信息,将其他部分删除。在网站地图中输入文本“首页―>电子资源”。选择文本“首页”单击右键,选择“创建链接”,将其链接到index.html。这样,当用户浏览到改网页时,能够及时的知道自己的位置并快捷地回到浏览过的页面。
在导航链接表格上方插入一个6行1列宽221像素高184像素的表格,并在第1行插入电子资源的菜单图片根据分类的资料在第2、3、4、5行分别输入“课件”“教案”“ 作业与习
题” “试题库”。在表格1的右下单元格插入一个1行1列的表格,将其宽度设置为663像素,在表格内插入电子资源的菜单图片,并插入>>HTML>>水平线。再在表格1中插入一个3行2列宽度为663像素的表格,分别在各个单元格中插入图片。电子资源网的子网页可以利用电子资源网页来制作。
2.2动态网页的开发
(1)登陆系统的制作:将index.html在Dreamweaver中打开,并另存为index.asp。将光标定位到公共栏左边的单元格,并进入代码编辑器,输入相应代码,完成管理员登陆界面、学生管理员界面、填写用户个人信息、登陆成功后修改个人资料、获取密码、注册页面、判断是否用户名存在。
(2)在线答疑系统的开发:在线答疑系统首先建立数据库,打开数据库工具Access2003,点击文件>>新建>>空数据库>,将文件命名为DB#guestbook,新建表“”“”“ ”,分别在其中添加如下项目:、、。
新建空白ASP文件,粘贴代码:connDB.asp(定义检查数据库)、guestbook.asp(答疑主界面)、guestBook_add.asp(添加留言界面)、guest_reply.asp(回复留言界面)loginout.asp(注销登录界面)。
【关键词】 化工分馏塔 工作原理 安装过程
分馏塔是化工生产工艺中的一种分馏设备,通过塔内的磁环,可以在有限的空间内,尽可能的增大液相混合物的热交换面积,常用于分馏的混合物为有机共沸物,共沸物从反应釜底部液体物质受热成为气体,上升至分馏段,在分馏段沸点低的气体继续上升,因为此时分馏塔顶受到低沸点气态的传热,塔顶的温度和低沸点物一致,所以低沸点物就可以被分馏出来,而较高沸点物因为没有达到相应的沸点,就会由于受冷却后回流至反应釜内,再次加热,随着分馏塔底部继续加热,低沸点物就会被完全分馏出去,当较低沸点的物质完全分馏后,较高沸点物也会同较低沸点的物质一样,再继续被分馏,最后馏出的是高沸点物质,而分馏塔底部残存的只是残渣。此时可将分馏塔底部的残渣除掉,继续加入液态物质继续加热。
1 化工分馏塔的工作原理
在分馏塔内进行的分馏过程,是由于加入分馏塔的液体混合物的沸点不同,因此在加热分离的过程中,可以先分流出低沸点物质,然后再分流出高沸点物质。分馏塔的原理就是利用液体的饱和蒸汽压不同的原理通过不同沸点来分离的。分馏塔一般是可以完成石油石化中不同馏分分离的设备,分馏塔可以从塔顶分离出大部分低沸点液态物质,这时候在分馏塔底就只有杂质含量较低的产品,所以石油产品的分馏过程是产品精制的预处理手段。同时应该提到共沸点的问题,在分馏操作中,塔顶的馏分一般是混合物,这种混合物通常也含有部分塔底组分,同时分馏的分离要求一般并不严格,塔底产品中一般也含有塔顶的杂质组分。这是因为在一定的压力下,部分互溶的溶液会有一个同时沸腾的温度叫共沸点,我们把非理想的混合溶液,在一定的蒸汽压下的温度沸腾似的物质,称为共沸物。对于这些共沸物,是不能利用分馏塔来分离的。例如在一个大气压下,质量为95.6%乙醇(沸点78.4℃)与4.4%的水(沸点100℃)在78.1℃共同沸腾,这时候乙醇就无法与水分离,显然,如果要得到100%的乙醇溶液就要采取其他的方法得到,因此高纯度的乙醇的售价较高。因此,分馏是产品精制前的预处理工序,而且只能是对产品质量要求不高或杂质与产品不能形成共沸点的条件下,才能采取分馏的手段得到需要的产品。
为了加快分馏过程,分馏塔内都安装有板式塔或填料塔等不同的方式,在化工生产中把根据操作类型分类的分馏塔叫做连续分馏塔或间歇分馏塔两类,在这两类分馏塔内,为了提高分离速度,都在分馏塔有限的空间内,都会增加分馏塔的层数或添加填料来增大热交换面积,一般用于精馏分馏的混合物为有机共沸物,共沸物是由确定组分的有机物组成,从反应釜内首先受热上升至分馏段,沸点低的继续上升,因为塔顶在受到低沸点物的传热后温度和低沸点物一致,所以低沸点物被分馏出来,而较高的沸点物还没有达到相应的沸点,就一定会由于受到受冷而回流,至反应釜内的低沸点物质几乎完全被馏出后,较高沸点的物质就开始分馏,然后是高沸点物的馏出,最后在反应釜底部留下的是残渣。分馏塔内设有许多购件,它们都是为了提高等分馏速度而设置的,是分馏塔的组成部分。分馏塔内构件的作用是为了使气液两相在塔内更好地接触,才能发挥分馏塔的最大生产能力和最大效率。分馏塔内构件的设计及不同的安装方法会影响到分馏塔填料性能的发挥。
2 石油化工分馏塔内件安装
2.1 分馏塔内构件的施工程序
首先要按照分馏塔的设计要求将分馏塔安装就位,然后调整分馏塔的垂直位置,再固定塔内的支撑件,打开包装箱,逐一检查清点分馏塔每一层的内件,逐一将内件进行安装,安装后要将塔内的杂物清扫干净后封孔。
2.2 分馏塔施工现场的准备工作
首先要疏通运输道路,保证道路平整、通畅,对分馏塔的基础要验收合格,由于分馏塔的质量较大,因此,吊车工作位置及行车路线的地耐力应满足使用要求,必要时应进行加固处理,基础周围其强度必须满足吊装要求,所有吊装机索具检查完毕,分馏塔筒节上的组对临时平台安装到位。将吊车用的绳索、卡环等用具按规格准备好,并认真检查有无损坏。
2.3 分馏塔施工的吊装方法
用150吨吊车依次吊装就位组焊,分馏塔要分段组对吊装。按应吊装质量、设备顶部、标高尺寸选用适宜吊车,确定好吊装回转半径、吊臂长度、吊车额定起质量等。
2.4 分馏塔施工塔盘及内部固定件安装
支撑圈的安装位置与水平度是保证分馏塔塔盘安装质量的关键。为确保分馏塔塔盘和内部固定件安装尺寸符合规范要求,应尽量精确计算筒节展开长度,当筒节所用板材较厚而直径较小时,伸量拉大,尤其是热卷时拉伸量更大。为提高滚圆质量,节钢板拼接焊缝的余高应控制在允许的范围内。钢板放置应保证板边缘与棍子平行或垂直,防止滚后扭曲。在计算时应考虑拆减系数、不均衡系数、动载系数和安全系数的要求。平衡梁采用管式梁,应根据梁的受力分析,通过计算校核而定。为确保焊接质量,应安排经验丰富的老焊工进行带试板筒节的焊接。同步做好施焊记录,待试板机械性能试验合格后,再按照该焊接工艺参数进行其他筒节纵缝和环缝的焊接。塔内件安装过程中应注意浮阀和降液板支撑圈的安装,安装标准应按照横平竖直的基本要求进行,间距、间隙、底隙、进出口堰高等要严格按照尺寸要求进行,要使用有实践经验的钳工技师操作。
2.5 分馏塔施工安全注意事项
设专职安全员,负责现场安全技术规程和现场设备安全操作。入场人员必须进行进场前的安全教育,入场人员必须穿戴安全防护用品,工作服、安全帽,严禁酒后作业,对特殊作业人员要进行资格审查。
3 结语
掌握化工分馏塔工作原理及内件安装问题,是保证化工分馏塔正常安全生产的基础。因此,在安装过程中一定要按施工图及流程图对管线进行核对,在确认没有问题后,并由专业人员分区负责。严格按要求进行验收,以期达到确保装置长周期平稳运行的目的。
参考文献:
【关键词】化工原理;实验教学;问题
中图分类号:TQ011文献标识码: A
一、前言
目前,化工原理实验教学过程中,还有部分问题注意不够,导致了化工原理教学质量不高,教学效果不佳,所以,分析化工原理试验教学非常有必要,这是提高教学效果的必要途径。
二、化工原理实验教学概述
《化工原理》课程是化学工程、应用化学、过程装备与控制、生物工程、环境工程、高分子等专业的技术基础课。化工原理课程的主要内容是以生产中物理加工过程 为背景,按照其操作原理的共性归纳为若干“单元操作”,主要研究各单元操作的基本原理、典型设备的原则结构和工艺尺寸的设计计算以及选型。化工原理属于工 程科学,用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题,研究方法主要是理论解析和在理论指导下的实验研究。《化工原理实验》是配合化工原理课堂理论教学 设置的实验课,运用课堂学过的化工基本理论,通过实验从实践中进一步学习、掌握和运用基本理论,分析实验过程中的各种现象和问题,培养学生实际动手操作实 验设备的能力,分析、归纳、整理实验结果及撰写实验报告的能力,以及严肃认真、实事求是的工作作风。《化工原理实验》是培养学生工程设计能力、工程实践能 力以及创新能力的重要教学环节,与理论课具有同等重要的教学地位。
三、化工原理实验教学的问题
长期以来,传统的实验教学被固定的模式所束缚,总结起来存在以下三个方面的问题:
第一,实验内容单一、陈旧。所开设的实验项目大多是长期开设的经典实验、依附于课堂理论的验证性实验,而反映学科前沿的、有利于学生创新性思 维的研究性、设计性实验少。学生缺乏对实验的积极性和兴趣,故在实验中只是机械地重复老师刚演示过的步骤,不重视实验的细节和过程,也不注意操作是 否规范。
第二,教学模式单一、陈旧。以往的物理化学实验教学主要是采用传统的实验教学模式,即由教师组织安排,学生进入实验室先听完老师介绍实验目 的、实验原理、仪器设备、实验步骤以及实验中的注意事项,接着学生按教师讲解的步骤重复实验,完成规定的实验内容,记录数据,然后按规定的格式完成实验报 告。总的说来就是在统一规定的实验时间内,在相同的地点,学生听相同的讲解,做相同的实验,这样导致学生积极性不高,厌学心理加重;且对于基础较好的同学 实验设计过于简单,而对于基础薄弱的同学则略显复杂。
第三,实验人数多,硬件设备缺乏。由于近几年的教育扩招,使得学生人数增多,原本富足的实验设备在目前看来显得有些“捉襟见肘”,这样做实验时就要轮流等待,使得一组实验做下来所消耗的时间增长,学生和教师都有怨言。
四、化工原理实验教学措施
1、重视理论严谨性同时注意培养学生创新能力。
理论授课教师同时也是实验课教师,可在理论教学的同时穿插对实验设计的思考和讨论。同时我们应该思考如何在化工原理实验中培养学生的创新能力,并着重培养学生的发散思维、批判思维和联想思维。如在课堂讲完离心泵后,向学生提了一个问题,离心泵启动后为什么不出水?学生们有的说汽蚀了,有的说气缚了,有的说管道进了异物堵住了,有的说线路故障,有的说出口阀没开等等,答案五花八门,有的答案并不牵扯什么高深的理论问题,但在实际操作中极有可能出现。因此在进入实验中,学生就能很快能理解实验目的,完成实验操作。在理论授课的同时可安排实验的预习,使学生进入实验时心中有数,得心应手,这样才能更好发挥他们的主动性和积极性。这里还有一个问题值得注意,即在理论课后集中开出实验好还是上完相关章节后及时进行相应的实验?一般认为,相对的集中便于实验室的安排与管理,理论课后及时做实验对于学生来说肯定容易理解一些。我认为,在条件允许的前提下,尽可能将实验教学与课堂理论在内容与时间上协调。毕竟当代大学生要学的知识很多,不可能在某一门课程上反反复复地花时间。
2、实验仿真不能取代实际操作
实验仿真是近20年来随着计算机仿真技术的出现而出现的。在降低实验成本、克服因实验装置台套数不够而引起的学生动手机会少、改善和加强实验预习等方面,确实发挥了不可替代的作用。近年来,一些仿真技术公司和高校陆续推出了水平较高的化工原理实验仿真软件,它们对化工原理实验教学的贡献是功不可没的。当然,实验仿真不可能完全替代实际操作,正如多媒体教学不能完全替代传统板书授课,那种认为让学生在计算机上仿真就可避免购置和使用化工原理实验装置的想法是错误的。我认为,在实验操作前让学生进行实验仿真,既可以加深他们对理论知识的理解,也可以强化他们对实验过程和步骤的掌握,以改善实验操作效果。同时,对于有特别要求的学生,也可以为他们提供多次反复实验的机会。目前存在的问题是,现有的软件往往是针对某一种装置设计和开发的,普适性不够,同时也不能提供给使用者以自主设计实验的功能,这样不仅有碍软件本身的推广,而且不利于引导和激发学生的创造性思维。
3、改革实验报告撰写形式
实验报告是对实验过程的总结,是实践环节中不可缺少的一个重要组成部分。很多同学在撰写实验报告时流于形式,不动脑,多数内容可以照抄实验讲义。报告要真实反映我们要作什么?怎么作?作的结果?以及存在的问题。化工原理实验报告要突出工程性及现实性;要体现出学生应用知识能力、分析问题能力和解决问题能力;体现出创造性和探索性。总体上化工原理实验报告可以采用/小论文/的形式来写,但不强求一律,给学生思考、选择和发展的空间。学生在预习时,根据实验室提供的设备,在能达到教学大纲规定的实验任务前提下,可根据自己兴趣、爱好自行确定研究重点,自拟题目。同一实验,学生可以拟订不同的题目。由于题目、方案是学生自己拟定的,增加了实验的主动性和兴趣,实验报告质量由此得到明显提高,抄袭实验报告的现象则可明显减少。
五、实验创新
创新能力具有很大作用。但目前化工原理实验教学在教学方法、技术上和测试手段上仍有许多问题。教学方法上,还主要以教师讲,学生照着 做为主,实验成绩仍采用学生单纯做实验定成绩的教学模式;测试手段和技术比较落后,尤其是在运用计算机进行实验的数据采集、处理和控制方面。为此我们要加 大实验教学改革力度,进行实验创新。
1.严格实验教学管理,实行结构成绩制
教师要认真组织好实验教学,严格教学管理,严格考核制度。实验课采取课前预习、现场提问、实验操作、编写实验报告、期末书面考试的教学方式, 由以上各环节的执行情况来全面评定学生的实验成绩,既实行结构成绩制。
2.将计算机引入实验教学
开发与实验装置相配套的化工原理仿真系统软件,运用仿真实验的计算技术、图像和图形技术,可方便、迅速、形象地再现教学实验装置、实验过程、实验结果, 学生在计算机上可完成实验前预习,提高实验效率和实验效果,同时利用计算机进行实验数据处理,可节省学生繁杂和大量重复性计算时间,使学生有更多时间和精 力撰写实验报告,提高实验报告质量。
运用计算机进行实验的数据采集、处理和控制。现代化工生产的一个显著特点是集成化、大型化和自动化,其实 质就是用计算机进行生产过程的自动控制。我们在有些实验装置上采用计算机进行数据采集、处理和控制,不仅可以模拟实际生产过程,还可以使学生对计算机在工 程上的应用有进一步的认识。
六、结束语
综上所述,化工原理实验教学教学过程中,必须要关注一些比较关键的问题,进而提出一些可行的措施来提高化工原理教学的水平,确保化工原理实验教学质量得到提高。
【参考文献】
[1]赖万东.化工原理实验课教学改革探索[J].高等工程教育研究,2011(增):96-97.