程模拟系统教学化学工程论文

2022-04-28

摘要:依据测绘工程专业工程教育专业认证标准要求,结合学校及专业特点,文章对明确专业培养目标及特色,形成以强化实践能力培养为核心、特色及优势鲜明的测绘工程专业人才培养课程体系进行了阐述,提出了以工程教育专业认证为导向的测绘工程专业建设的具体意见。下面小编整理了一些《程模拟系统教学化学工程论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!

程模拟系统教学化学工程论文 篇1:

化工分离工程课程教学改革研究

摘 要 为满足高等教育的发展需要,将培养高等工程技术应用性人才当作目标,面向较大化的岗位群,针对我国当前普遍的化工分离工程课程的教学状况,在教学的内容和方法上对教学改革以及实践效果展开详细的介绍。

关键词 化工分离工程 教学改革 教学方法 教学内容

化工分离课程是本科化工专业学科在学生对物理化学、化工原理、热力学等多个学科学习的基础上设立的重要基础学科。该课程的工程应用背景较强,而且计算方法十分复杂,多数情况下均会使用计算机编程求解法。化工分离过程是化工生产的必经步骤。它在化工生产中的地位和作用,决定着其在化学工程、工艺、化工专业人才培养中的地位和功能。[1]对此化工分离过程内的知识和理论在化学工程、工艺、化工类专业人才等的知识结构中分量较大。为更好适应社会发展以及高等教育,要更多的培养应用型高等化工技术人才,提升化工分离工程教学效果及学生能力。

1 化工分离工程概述

“化工分离工程”是高等院校化工工程专业课程中重要课程之一,其主要包含了化工原理、物理化学、化工热力等,属于综合性较强的重点学科。伴随着化工行业的快速发展,分离工程在现代化工工业和有关工程领域内的运用更加广泛。

“化工分离工程”课程有着广大的内容覆盖面、并且应用性较强,难度高,培养的能力是学生今后毕业工作直接需要具备的。[2]针对过去以掌握理论知识和应试为目的的传统教学模式的缺陷,结合化工分离工程课程的培养目标,实行以实际应用为目的的教学研究和时间,完全抛弃填鸭式的传统教学方法,促使学生主动掌握知识,锻炼其自主发现和解决问题的能力。

对化工分离工程课程实行改革的理念是培养工程意识和实践能力都较强的学生,重点培养学生的能力。实现零散知识模块化和系统化,并且促使学生主动寻求解决问题的思路,充分掌握分离过程单元操作的特征,并且灵活使用理论知识对实际生产的问题进行解决,并且重点要培养学生的独立分析能力,满足将来的岗位能力需求。

2 教学内容的改革

2.1 精细挑选合适的教材

近年来,出版了多种化工分离工程教材,按照我校化学工程及工艺培养专业人才,因此在制定该课程的内容中必须保证其内容具有先进性,必须反映出该学科行业的最新研究成果,并且要对大量的优良教学经验进行洗手,积极借鉴其他高校教学成果,体现出最新的科技发展和人才培养要求。[3]本文推荐一本多数高校反映都很好的教材——《分离过程》(由刘家祺主编),其不但重视和先修课之间的衔接,并且在章节编排与内容取舍上实行扩展和更新,而且要重视对学生理论和实际结合能力的培养,对分离工程知识面进行扩展,不断满足高校追求新世纪人才培养需要。

2.2 进一步优化教学内容

当前我校设立的化工分离工程课程的课时比较少,但是课程中的很多内容都需要讲述。为了更好地适应社会发展,进一步推动高等教育发展,实现对应用型高等化工人进行培养的目标,依据教学大纲,积极调整教学内容,将传统分离单法与最新分离技术展开有效结合,基于对传统分离方法的传授上结合现代分离技术最新研究成果,分析近几年发展快速、应用广泛的新型分离技术知识、特点等,例如临界流体萃取、膜分离技术等。伴随着学科发展以及教学需求来对教学内容实行扩展。[4]并且在各个章节中结合适当例题讲解和练习,方便学生对各项基本原理和方法的掌握及运用。

2.3 注重理论和实践的结合

化工分离工程属于应用型学科,教师教授课程中,要详尽的讲解课程基本理论,积极联系工业生产实际与基本知识理论,在讲授中引入实例分析,调动学生积极性。对相关的工程实例进行举出后,不但可以帮助学生更加透彻地理解知识和理论,帮助学生更加深刻理解分离工程实践的重要性,为今后的实习及工作打下坚实基础。

3 教学方法的改革

3.1 有效运用多媒体技术

伴随着网络和通信技术的迅猛发展,促使多媒体教学逐渐成为当前生命力最强和最先进的教学手段。化工分离工程课程有着较强的实践性,能够实现在教学课程中将活动影像和动画等以多种媒体的方式结合教学的内容,更加形象的将复杂的分离过程操作和分离设备的内部机构呈现给学生,将复杂的问题变得简单化,使得抽象的概念更加直观,并且可以对课堂教学的内容进行丰富。[5]采用多媒体教学能增加课堂的信息量,帮助学生获得更多的知识并且接触到最先进的研究成果,提升学生兴趣。如在讲解怎样从乙醇-水体系内分离出无水乙醇时,可以借助多媒体技术将这一过程展现给学生,学生就可以很好的理解分离的基本原理以及流程。但是我们还要认识到多媒体教学并非是在任何情况下都适用。并且多媒体教学的浏览速度太快,不容易帮助学生加深对知识的印象,记忆不够牢固,并且很容易出现混淆。对此在多媒体教学内可以辅助黑板教学,以弥补单纯多媒体教学的缺陷。

3.2 增加计算机模拟教学

化工分離工程这一课程内还要保证学生具备良好的计算机应用能力。教学中,借助化工单元仿真模拟系统和是由常减压蒸馏仿真系统实行化工仿真实验教学,帮助学生从教室过渡至工厂实践提供了良好的平台,可以更好地对综合实验基本技术和技能进行掌握,提升了学生的动手能力、分析能力。此外这一方针系统对于科研十分的重视,并且能够开展智能训练,培养学生开拓创新意识,这为专题实验及科研工作打下了坚实的基础。[6]

3.3 加强产学结合

化工分离工程是理论和实践结合得十分紧密的课程,为了加强化工分离工程的理论知识,学院必须长期加強和企业之间的合作,对校外的实习基地展开积极的建设。[7]学校要经常带领学生到各个大型的和化工分离工程相关的企业进行参观和实习,结合自身的理论知识和实际应用。在实习中教师要按照教学大纲以及实习指导书,制定实习实施的计划表,对详细的实习内容、目的和要求进行明确。鼓励学生多看、多听、多思考,实现对化工原理、工艺和分离工程等各项理论知识与生产实际的联系,若是有问题就要及时向现场的技术人员进行提出,这样不仅能促使学生产生浓厚的理论知识学习兴趣,并且可以通过学生提出自己发现的问题,随后在现场进行解决,进而提升学生的实际应用能力。

此外积极鼓励学生参与工程实践,让学生将化工分离工程课本理论知识运用在实践中,如举办一些化工设计竞赛。竞赛中学生不仅能巩固所学专业知识,如化工原理、化工反应工程和等;并且可以提高学生的实践能力,更好地对学生工艺设计理念进行培养,特别是在新工艺、新设备和节能降耗等多个方面的创新思维能力培养上,同时还能够培养学生的团队精神和坚韧的毅力。[8]

4 小结

为了更好地适应社会发展及高等教育需要,必须对应用型的高等化工技术人才进行培养,切实提升化工分离工程的教学效果以及学生的实际能力,同时还要结合化工分离课程的特点,不断优化教学内容,改革教学方法,激发学生的学习积极性,加强学生对理论知识的理解掌握和应用,提升学生运用理论知识的能力。经过上述化工分离课程教学改革,必将显著提升教学效果。今后我们还要进一步加强对化工分离工程课程的研究及改革,注重扩展理论知识、强化实践教学并且提升教学质量,为我国培养出更多的适应社会发展的应用型高等化工技术人才。

参考文献

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[4] 夏新年,梁志武.基于“卓越计划”的《化工分离过程》教学改革实践[J].教育教学论坛,2014(32):54-55.

[5] 陈慧娟,杨性坤,曾小兰等.化工分离工程教学方法的探讨与实践[J].广州化工,2014(21):227-228.

[6] 徐東彦,叶庆国,陶旭梅.化工专业多层次分离工程课程体系构建的研究与实践[J].广州化工,2015(7):168-169.

[7] 卿青,王利群.《生物分离工程》课程教学的改革探索与实践[J].廣州化工,2015(23):267-268.

[8] 胡大乔,吴明元.工程教育专业认证背景下,分离工程课程教学改革探析[J].合肥师范学院学报,2015.33(6):92-93.

作者:王雪

程模拟系统教学化学工程论文 篇2:

以工程教育专业认证为导向的测绘工程专业建设研究

摘要:

依据测绘工程专业工程教育专业认证标准要求,结合学校及专业特点,文章对明确专业培养目标及特色,形成以强化实践能力培养为核心、特色及优势鲜明的测绘工程专业人才培养课程体系进行了阐述,提出了以工程教育专业认证为导向的测绘工程专业建设的具体意见。

关键词:测绘工程;工程教育;专业认证;课程体系;实践能力培养

10052909(2015)02002104

随着高等教育的快速发展,高校的软硬件设施建设与大学生数量的扩张不相适应,普遍存在办学特色不够鲜明、人才培养定位不够准确、培养模式及方法单一等问题。工程教育方面存在的问题主要有:普遍缺乏行业的引导和支持,专业人才培养特色不够鲜明,青年专业教师大多缺乏工程实践经历,产学研有机合作机制不够完善,毕业生的工程实践能力不足,不能较好地适应新形势下行业的发展需求。

为促进工程教育的改革,加强工程实践教育,提升工程教育质量,建立与注册工程师制度相衔接的工程教育专业认证体系,促进工程教育参与国际竞争,教育部2006年启动了工程教育专业认证试点工作,依据“国际实质等效性”原则制定认证标准[1]。2013年,在韩国首尔召开的国际工程联盟大会经过正式表决,同意接纳中国为《华盛顿协议》的预备成员。作为目前国际普遍公认的最具权威性、国际化程度最高、体系较为完整的工程教育专业互认协议,《华盛顿协议》承认签约国所认证的工程专业培养方案具有实质等效性,认为经任何成员国认证的专业毕业生均达到从事工程师职业的学术要求和基本质量标准。

作为工科特色鲜明的测绘工程专业,应积极按照工程教育认证标准在国内相关院校开展专业建设及认证工作。专业认证的特点是以学生为中心,全面评价学生的表现;以培养目标为导向,主要培养学生工程能力,师资队伍和支持条件必须有利于学生的能力培养;强调持续改进,持续改进的基础是对常规教学活动的常态性评估与评价,效果则是通过学生的表现来体现[2]。

以下主要以笔者所在的兰州交通大学测绘与地理信息学院测绘工程专业为对象,探讨以工程教育专业认证为导向的测绘工程专业建设。

一、研究思路

学校把成为铁路行业和西部地区经济建设和社会发展急需的测绘工程专业高层次人才培养基地作为努力方向。测绘工程专业以培养基础扎实、专业面宽、创新能力强、发展后劲足的工程应用型高级专业技术人才为目标,按照测绘工程专业认证相关要求,以学生工程实践能力及素质培养为主体,从社会需求、学校定位、专业特色等方面确定人才培养目标,完善培养方案。此外,针对实验仪器缺乏、场地困难等问题,着力研究校内实践环节设置、教学与科研的相互促进、实习基地的扩展、实习项目的开发及校外工程实践中心的建设,提高学生的实践及创新能力。建立与人才培养相配套的质量监控体系,在监控教学过程与课程考核的同时,重视学生对教学的意见和建议,注重社会、用人单位对人才培养质量的评价,并将评价结果作为改进专业人才培养各环节工作的依据。也就是从人才培养特色—创新实践能力培养—教学质量评价等方面入手,切实提高专业办学水平,达到工程教育认证的标准要求。

二、完善课程体系,突出人才培养特色

根据教育部“以教学改革为核心,注重提高教育质量,努力办出特色”的指导思想,依据通用标准和行业标准及认证要求,按照学校应用型高级专门人才培养目标定位,在对武汉大学、西南交大、长安大学和各铁道设计院及工程局等多家校企单位进行调研的基础上,对原有测绘工程专业人才培养方案进行完善,制订了测绘工程专业本科人才培养计划,其主要特点是:

根据毕业生流向及工作特点,按照“精简必修、增加选修、单门课程建设转向重点课程群建设”的原则,构建了由本科、研究生两个层次,基础理论、知识应用、知识拓展及创新应用四个梯级,测绘基础、工程测量、现代测量技术、地理信息系统概论、变形观测、3S技术六个模块组成的“246”测量课程体系。教学内容删繁减旧,充实新理论、新技术,反映测绘学科最新的发展动态。

教学中以测量学与数字测图→测量平差基础与数据处理→控制测量学→工程测量学→“3S”技术及其应用为主线开展专业教育,夯实专业基础。同时依托学校优势学科,加强多学科知识的融合,开设多门特色专业课程,拓展知识领域。包括铁路选线设计、道路勘测设计、现代轨道交通、高速铁路及客运专线等多门铁路类相关课程。

以应用型卓越人才培养为目标,结合行业及专业特色,架构全过程(从入学到毕业,实践教育不断线)、四层次(基础层、工程认识层、综合层、创新层)、八模块(实验教学、实习教学、工程训练、课程设计、毕业设计、创新实验、学科竞赛、社会实践)的综合实践教学体系。充分利用校内测量实习基地,培养学生的基本技能;推进多家单位合作,强化学校培养与企业实践相结合、专业培养与社会需求相结合,坚持知识、能力、素质的协调发展和综合提高,形成以强化实践能力培养为核心、特色及优势鲜明的测绘工程专业人才培养课程体系。

三、创新实践教学,切实提高学生实践能力

(一)开展创新性开放式实验教学

完善综合实践教学体系,积极开展创新性开放式实验项目教学。根据学生兴趣自主选择实验项目,充分利用现有资源,提供给学生相对宽松的时间与空间,激发学生的探索意识,提高学生的实践能力和科研创新能力。结合学校铁路专业特色,该项目的实验教学内容分3个层次:专业基础综合、专业综合、专业方向综合(如图1所示)。

开放式实验教学中,实验指导教师应根据学科最新发展信息,及时更新实验教学内容,积极改进实验教学手段,在实验教学中不断创新。通过现代化教学手段演示关键步骤,提高实验效率;在课程设计和毕业设计等教学环节,利用现有的实验设备引导学生进行自主创新设计,培养学生的自主创新能力;在实践教学中还可广泛使用学生和教师共同开发的各种测量程序。通过创新开放实验项目学分制管理、学校立项支持等多种方式,每年对创新开放实验答辩优秀的学生及指导教师给予一定奖励,引导学生积极参与科技创新活动。

(二)科研反哺教学,发掘新技术,拓展实习内容

鼓励教师和学生参与科学研究,并及时将科学研究中的新成果应用于教学的各个环节,开发新的实验项目。主要有:

1.基于LZCORS参考站的GPS测量综合实习

基于CORS技术的高精度GPS测量是当今测绘发展的一个重要方向。兰州市国土局建设的LZCORS由7个连续观测站构成,于2008年开始运行,为兰州市主要区域快速获取高精度GPS测量数据提供有力支持。

学院将CORS模式的测量技术方法纳入测绘工程专业卫星定位技术及土木工程等相关本科专业的课程实习及毕业设计环节,主要内容包括地形图测绘、施工放样等,帮助学生了解实时高精度连续跟踪站测量技术,为将来进一步将此技术应用于工程建设奠定基础。

2.高铁CPⅢ测量数据模拟系统及数据处理系统

结合测量平差基础课程,基于Matlab平台开发CPⅢ测量数据模拟系统,及CPⅢ平面控制网数据处理系统,并将其应用于实践教学。CPⅢ测量数据模拟系统主要功能是:输入CPⅢ点的个数、控制点的个数及仪器先验精度等参数,即可随机生成CPⅢ模拟观测数据。教师还可引导学生开发CPⅢ平差程序,并应用模拟数据进行测试,然后通过数据处理进行系统验证。该系统的开发及应用,弥补了学校硬件设备及软件方面的不足。该系统的开发原理及代码已编入相关教材推广应用。

3.虚拟现实技术在实践教学中的应用

在数字化测图实践环节,引导学生采用虚拟现实技术,基于terra vista以及X3d平台将二维平面地图构建为虚拟场景,利用Multigen Creator 以及X3D平台开发虚拟场景演示卫星定位系统中的卫星坐标变换等,此教学环节生动有趣,学生乐于接收

4.三维激光扫描技术及其应用

结合教师的科研项目,在三维激光扫描技术的施测方法、数据处理及工程应用等方面开展积极研究,以学校创新实验项目实施为依托,积极组织学生参加相关试验项目,如在陇海线甘泉铁路轨道的测量、西部石油储备基地油罐变形测量等方面的多次试验,相关研究成果已在课堂及创新实验项目中得以体现,效果良好。

(三) 开展丰富多彩的学科竞赛活动

作为提高学生创新思维及动手能力的重要手段,学院积极组织学生参与各类国家、省级及校级学科竞赛活动,学院组织的工程测量大赛已连续举办22届。在参加全国“中海杯”测绘技能大赛,“全国高校GIS应用技能大赛”等过程中,学生的实践及创新思维能力都得到了普遍加强。

(四)强化校企联合人才培养机制

建立了高等院校、甘肃省测绘地理信息局、解放军68011部队、中铁集团、中交集团、甘肃省地矿局勘查院和兰州市勘察院以及各产业部门相结合的实践平台,建成了3个国家级的工程教育实践中心,将学生、学校、企业三者有机结合,充分利用社会资源,使学生在工程实践中得到锻炼,培养学生的工程意识。

一方面聘请具有丰富实践经验的高级工程师参与人才培养,改善现有师资队伍实践能力不足的状况;另一方面利用大量合作课题吸引更多的教师及学生参与科学研究,在实践—研究—再实践过程中不断加强学生的动手能力。近年来,学生参与的实践项目主要有高速铁路精密测量控制网CPⅠ、CPⅡ的复测和加密、精密水准测量、线下工程沉降变形观测、轨道精调CPⅢ控制网、长大隧道、特大桥梁独立施工控制网设计及施测、变形监测、施工放样、工程变更设计,二级铁路的初测、定测,站场的改建测量、铁路竣工测量,地理国情普查等,实习内容较丰富。

(五)以实验室建设为重点,构建高水平的教学实验平台

以“甘肃省测绘与地理信息实验教学示范中心” 及“甘肃省地理国情监测工程实验室”建设为契机,完善基础测量、交通工程测量、摄影测量与遥感、交通地理信息、卫星定位与导航应用等五个实验教学平台的建设工作。这些工作的开展为进一步提高人才的实践水平及创新能力提供了保障,也促使学校相关专业的实验教学达到工程教育质量认证的标准,并具备鲜明的铁路行业特色。

四、建立校内外相结合的人才培养质量监控体系

专业认证通用标准要求建立专业教学过程质量监控机制。各主要教学环节有明确的质量要求,通过课程教学和评价方法的改进实现

培养目标;定期进行课程体系设置和教学质量的评价[3]。

根据专业认证要求,结合专业办学特色,建立“以质量监控为基础,以过程评价为核心,约束与激励结合,反馈与改进互补”的人才培养质量监控保障体系[4]。利用学校、学院两级校友会及时了解校友在工作中遇到的一些问题,由学院督导委员会汇总后提出一些有效的改进意见,提高人才培养与工程需要的适应性。通过教师、学生、管理人员、校友、就业单位及相关部门共同参与,多层次并动态分析各阶段人才培养存在的问题,及时发现并妥善处理,建立较完善的信息反馈和持续改进系统。

五、结语

以测绘工程专业工程教育认证为导向,以强化实践能力培养为核心,形成特色及优势鲜明的测绘工程专业人才培养课程体系。通过建立层次分明、结构合理的实践教学体系,推进以学生为中心的教学改革,从创新开放实验项目设置、科研反哺教学、学科竞赛、校企联合、实验平台建设等方面,研究学生创新实践能力培养的具体实施办法,建立校内外相结合的人才培养质量监控体系。通过上述工作的开展,学校人才培养质量成效显著,受到一致好评,学生参加各种创新活动和专业竞赛的人数不断增加,获奖级别不断提高,新生录取生源充足,毕业生就业率一直保持在95%以上,专业建设成效显著。参考文献:

[1]范爱华.我国高校专业认证实施策略研究[D]. 武汉:武汉理工大学,2007.

[2]郭勇义.以行业背景凝练特色,注重工程实践能力培养[J].中国高等教育,2006(21) :45-46.

[3]王洪德,米华莉,王石钰.基于专业认证标准的轨道交通安全工程特色专业教育研究[J].安全,2011(8):58-61.

[4]李漫红,刘桂萍,李文秀.专业认证背景下的化学工程与工艺专业建设研究[J].长春大学学报,2012(2):224-227.

According to the standard requirements of geomatics engineering and engineering education accreditation, and combined with the characteristics of the university and the specialty, we presented clear objectives and characteristics of professional training, proposed a curriculum system with a core of strengthening students’ practical ability, and put forward concrete measures for the engineering education accreditation oriented construction of the geomatics engineering specialty.

(编辑王宣)

作者:韩峰 姚德新 王丹英

程模拟系统教学化学工程论文 篇3:

工程软件在化工原理课程设计中的应用

摘要:本文介绍了Excel、Aspen Plus、AutoCAD三种软件在化工原理课程设计的应用,免去了粗糙、烦琐、耗时的手工计算,以期使学生的计算机用能力和工程能力得到培养。

关键词:Excel;Aspen Plus;AutoCAD

化工原理课程设计属于化工原理的一个分支,是化工原理不可或缺的一个分支,是化工类专业的学生在校期间进行的第一次设计,是化工原理课程理论教学结束后,针对化工生产过程中某一具体单元操作,利用大一、大二学过的机械制图、计算机基础、Auto CAD、物理化学、化工原理等相关学科的基础知识,在给定的工艺条件下,由学生独立进行的一次设计实践[1]。

计算机科技的进步是计算机软件的应用和发展突飞猛进,使现代工业飞快发展。由于化工原理课程设计所采用的公式多,计算工作量大,并且复杂,学生做起来费时费力。随着工程软件的发展,利用工程软件进行化工原理课程设计,可以给学生注入现代设计理念,使学生的计算量和计算强度大幅度降低,使学生的设计水平得到大大提到,以便适应企业将来的需要[2-4]。

一、利用EXCEL软件简化计算

Excel是微软公司办公软件Office的重要组成部分,Excel具有强大的数据分析和数据处理能力,在分析、计算和优化复杂工程问题时应用较广。例如,回归分析试验或统计数据,求解多变量、非线型方程组,定量预测技术、经济可行性等。化工类专业的学生在大一学习过计算机基础,学生比较熟悉该软件。Excel具有自动填充功能、简单函数功能以及单变量求解功能,利用Excel的自动填充功能可以自动计算一些要逐板计算法或者图解法求解的一些化工问题,该方法高效、准确、简便,减少学生的计算量,提高学生的积极性[5-6]。大多数院校的化工原理课程设计题目大多选择的是精馏塔(含换热器)的设计,对于精馏塔(含换热器)的设计,需要多次的反复试差计算,再确定气液两相的相平衡关系;精馏塔塔顶、塔底的温度的确定;理论塔板数的逐板计算和图解计算;适宜回流比的确定;换热器传热系数的选取与校核;精馏塔负荷性能图的绘制等方面均可以使用Excel软件,从而简化很多烦琐的计算,并且计算结果相对于手工计算更趋合理和可靠性,可使学生对Excel的功能有深层次的认识和理解。

比如:利用逐板计算方法计算精馏塔的理论塔板数,需要交替利用相平衡方程和操作线方程进行多次重复计算,当理论塔板数很多時,若是手工计算必将难以胜任的。而利用Excel具有循环功能,只需要输入操作线方程和平乡县方程中所需要的判断条件和参数,精馏段理论板数、加料板位置以及全塔理论板数就能很快得到。

刘承先[7]进行精馏塔理论板数的计算时使用了Excel,利用Excel软件强大的数据处理能力,既显示出利用手进行逐板计算法的准确,还显示出各板汽液组成能算出的优点,而且免去了烦琐的逐板计算法,特别是在操作性计算类型中更显示出优越性。结果表明,Excel软件无论是对简单的二元精馏还是对多元物系复杂的精馏,均可减轻试差或计算的麻烦。

刘俏[8]等人在计算不同回流比下各个塔板上的汽-液平衡组成时也使用了利用Excel软件,通过物系的温度-组成数据表,求取各板上泡点液利用了其液相组成,即可快速找到不同回流比下最大泡点差所对应的理论板——灵敏板。当进料组成及回流比发生波动时,既有助于控制精馏塔的正常运转,又稳定了馏出液的组成。

二、利用Aspen Plus流程模拟软件使设计变得高效、快捷

化工过程流程模拟就是将一个由许多过程组成的化工流程用数学模型表现,用计算机求解描述整个化工生产过程的数学模型,得到有关该化工过程性能的信息。受数据可得性和手算可行性的限制,教师往往选择简单或简化的化工原理课程设计题目,难以真正反映实际的化工设计过程,势必使课程设计的效果受到影响。因此,有必要将先进的计算机模拟技术引入计算过程中。

化工过程流程模拟软件Aspen Plus的单元模块类似于化工原理课程中的单元操作,都是将抽象出操作过程中的共性来进行数学建模,从而对计算问题进行解决;但Aspen Plus软件根据自己的算法建立了一系列的模型以适应计算机计算的,用户只要解决问题时,根据不同模型的特点选择即可[9-12]。

化工原理课程设计的工艺计算中的部分环节,如:获得理想物系理论板数和回流比之间的关系可以利用流程模拟软件Aspen Plus中的DSTWU这一简捷法设计模块[2];利用灵敏度分析工具可以优化设计进料板的位置,确定最适宜的进料位置;获得化工原理课程设计所需要的物性参数;利用Aspen Plus中的严格精馏计算模块RADFRAC和换热计算HEATX模块对冷凝器和再沸器的热负荷以及换热器面积和公用工程耗量进行计算;充分挖掘Aspen Plus的各项功能可以计算总费用等等。通过Aspen Plus软件可以全部完成化工原理课程设计中的工艺计算部分,这样显著提高设计的效率,避免手工计算的高工作量,而且设计结果更可靠,更贴近工程实际。

三、利用Auto CAD软件强化学生工程意识

化工类专业一般开设有AutoCAD和化工原理两门课,并且AutoCAD在化工原理课程之前先行开设,为了强化学生的计算机应用能力,在化工原理课程设计中可以要求学生利用AutoCAD来进行画图,淘汰费时费力的手工画图。比如可以要求学生利用AUTOCAD解决如下问题:绘制相平衡曲线;图解法求取理论塔板数;不规则平衡线下的最小回流比的求取;板式塔的汽液负荷性能图;工艺流程图;工艺条件图;装配图;吸收计算中利用CAD查询法求取传质单元数;三元物系萃取的图解计算[13-16]。

由于AutoCAD的图解过程直观、简单、精确,可以大大提高学生将计算机应用于工程计算的能力,培养学生的工程意识,为培养高水平应用型人才目标打下了一定的基础。

例如:XD=0.95,XF=0.40,XW=0.05,R=1.6,q=1.22,α=2.92,精馏段操作线方程:y■=0.667x■+0.317;提馏段操作线方程:y■=1.44x■-0.022,泡点进料,塔顶为全凝器,利用Auto CAD软件求取理论塔板数的方法精馏塔的理论塔板数的求取见图1。

四、结束语

将计算机技术与工程问题相结合,利用工程软件辅助设计是提高化工原理课程设计质量的有效方法,一次成功的化工原理课程设计训练,可以有效培养学生的创新精神科学和计算能力,提高学生学习的积极性和主动性,提高学生的工程观念和综合能力,从而培养出以工程软件为工具的高等技术应用型人才。

参考文献:

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[5]刘玉兰,齐鸣斋.Excel在精馏塔设计中的应用[J].化工高等教育,20009,26(4):93-95,100.

[6]王琳.《化工原理课程设计》创新教学研究[J].化学工程与装备,2009,(9):192-195.

[7]刘承先.用Excel进行精馏塔的理论板数的计算[J].山东化工,2003,(2):9-11.

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[9]赖万东,钟理.浅析应用计算机软件辅助化工原理课程设计教学[J].化工高等教育,2012,(1):63-65.

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[11]刘保柱,于凤文,朱菊香.Aspen Plus应用于化工原理课程设计的实践[J].化工高等教育,2007,(2):23-25.

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作者:熊航行 李官锐 许维秀

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