《化工原理》課程總結(jié)及先進(jìn)應(yīng)用

《化工原理》課程總結(jié)及先進(jìn)應(yīng)用

一、綱要

1、概述

2、歷史沿革（歷史事件）3、地位和作用4、單元操作5、工程觀點(diǎn)6、單元操作計算7、知識總結(jié)8、先進(jìn)應(yīng)用例子

二、概述

這門課程是承前啟后、有理及工得橋梁。又是個化工專業(yè)課程的基礎(chǔ)。本

課程注重實(shí)際和理論的結(jié)合，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練。整個化工基礎(chǔ)課程是以化工原理為核心，以化工熱力學(xué)和化學(xué)反應(yīng)工程為基礎(chǔ)，以分離工程和傳遞工程作為化工原理的進(jìn)一步拓展為框架的體系。因而對化學(xué)工程與工藝本科教育，應(yīng)在學(xué)習(xí)物理化學(xué)的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)化工熱力學(xué)和化學(xué)反應(yīng)工程，以適應(yīng)專業(yè)的調(diào)整，加強(qiáng)化工基礎(chǔ)教育。并有針對性地進(jìn)行典型的化工單元操作課程實(shí)習(xí)，開拓了學(xué)生的視野，提高了創(chuàng)新能力。

三、歷史沿革（歷史事件、標(biāo)志事件）

在19世紀(jì)末英國學(xué)者G.E.戴維斯便提出了這種觀點(diǎn)，但當(dāng)時未引起

足夠重視。1915年美國學(xué)者A.D.利特爾首先提出單元操作這一概念,明確指出:“任何化工生產(chǎn)過程不論規(guī)模如何，皆可分解為一系列名為單元操作的過程，例如粉碎、混合、加熱、吸收、冷凝、浸取、沉降、結(jié)晶、過濾、……等�！�1923年W.H.華克爾，W.K.劉易斯和W.H.麥克亞當(dāng)斯等合著的

《PrinciplesofChemicalEngineering》一書出版，成為第一本全面闡述單元操作的著作。從此單元操作得到了廣泛重視，成為化學(xué)工程中的奠基學(xué)科，常稱為化工原理。

1952年由華東理工大學(xué)(原華東化工學(xué)院)蘇元復(fù)、張震旦、王承明編譯，龍門聯(lián)合書局印行出版發(fā)行的《化工原理》上下冊是我國最早的化工原理教材。1956年7月由張洪源、丁緒淮、顧毓珍(本校)編寫、高等教育出版社出

版的《化工過程與設(shè)備》上下冊是我國早期的化工原理課程統(tǒng)編教材。1956年7月由張洪源、丁緒淮、顧毓珍(本校)編寫、高等教育出版社出版的《化工過程與設(shè)備》上下冊是我國早期的化工原理課程統(tǒng)編教材。歷史事件

1915年：LittleA.D提出“單元操作”概念，美國的化學(xué)工程進(jìn)入單元操作研究階段；

1922年：RobinsonC.S.出版《精餾原理》

1923年：WalkerW.H,LewisW.K.和McadamsW.H.合著《PrinciplesofChemicalEngineering》

1923年：McadamsW.H.出版《熱量傳遞》

1926年：LewisW.K.出版《化工計算》；RobinsonC.S.出版《蒸發(fā)》1950年：BrownG.G.出版《單元操作》，總結(jié)40年單元操作的研究成果

1952年：華東化工學(xué)院蘇元復(fù)、張震旦、王承明編譯，龍門聯(lián)合書

局印行出版發(fā)行的《化工原理》上下冊是我國最早的化工原理教材。

1956年：華東化工學(xué)院張洪源、丁緒淮、顧毓珍編寫、高等教育出

版社出版的《化工過程與設(shè)備》上下冊是我國早期的化工原理課程統(tǒng)編教材。1958年：KnudsenJ.G.和KatzD.L.合編《流體動力學(xué)和熱量傳遞》1959年：EckertE.R.G.編著《熱量傳遞和質(zhì)量傳遞》

1960年：BirdR.B，SterwartW.E.和LightfootE.N.合編《傳遞現(xiàn)象》1974年：BennetC.O.和MyersJ.E.合著《動量、熱量和質(zhì)量傳遞》1976年：WeltyJ.R，WicksC.E.和WilsonR.E.編著《動量、熱量和質(zhì)量傳遞基礎(chǔ)》

四、地位和作用

是各種化工專業(yè)課程的基礎(chǔ)。起著承前啟后，由理及工得作用。它具有顯著的工程性，解決的問題是多因素、多變量的綜合性的工業(yè)實(shí)際問題。同時它又是一門技術(shù)性較強(qiáng)的課程。它來源于化工生產(chǎn)實(shí)踐，又面向化工生產(chǎn)實(shí)踐。

五、單元操作

基本過程單元操作名稱流體流動過程（動量傳遞流體輸送過程）沉降原理及作用利用外力做功將一定量流體由一處輸送到另一處對于流體（氣體或液體）與懸浮物（液體或固體）組成的懸浮體系，利用其密度差在力場中分離過程使液固或氣固混合體系中的流體強(qiáng)制通過多孔性過濾介質(zhì)，將懸浮的固體物截留而實(shí)現(xiàn)的非均相分離過程攪動物料使之發(fā)生某種方式的循環(huán)流動，使物料混合均勻或使過程加速使兩種或兩種以上的物料相互分散，以達(dá)到一定的均勻程度的操作利用流體運(yùn)動使固體粒子群發(fā)生懸浮并使之帶有某些流體表現(xiàn)特征，以實(shí)現(xiàn)某種生產(chǎn)過程的操作使冷物料間由于溫度差而發(fā)生熱量傳遞，以改變物料的溫度或相態(tài)的操作是溶液中溶劑受熱汽化而與不揮發(fā)的溶質(zhì)分離，從而得到高濃度溶液的操作過濾攪拌混合流態(tài)化傳熱過程（熱量傳遞過換熱程）蒸發(fā)六、工程觀點(diǎn)

（1）過程影響因素多

1、物性因素。同一類單元設(shè)備可用于不同的物系，物料的物理性質(zhì)（如密度、黏度、表面張力、熱導(dǎo)率等）和化學(xué)性質(zhì)必對過程發(fā)生影響。

2、操作因素。設(shè)備的各種操作條件，如溫度、壓強(qiáng)、流量、流速、物料組成等，在工業(yè)實(shí)際過程中，它們經(jīng)常會發(fā)生變化并影響過程的結(jié)果。

3、結(jié)構(gòu)因素。它對物料在設(shè)備的流動狀況發(fā)生影響，并直接或間接的影響傳熱和傳質(zhì)過程的進(jìn)行。

（2）過程制約條件多如原料來源、冷卻水的來源與溫度課供的設(shè)備的結(jié)構(gòu)材

料的質(zhì)量和規(guī)格，當(dāng)?shù)氐臍鉁睾蜌鈮鹤兓�范圍等。還有一些其他的外界條件的制約。

（3）效益是評價工程合理性的最終判斷（4）理論分析、工業(yè)性試驗(yàn)與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)并重

七、單元操作計算

（1）物料衡算是以質(zhì)量守恒定律為基礎(chǔ)的計算。

（2）能量衡算是以熱力學(xué)第一定律即能量守恒定律為基礎(chǔ)的計算。

（3）傳熱過程速率的計算在各種單元操作過程中進(jìn)行的基本過程主要是動

量傳遞過程、熱量傳遞過程和質(zhì)量傳遞過程，俗稱為三傳。傳遞過程速率=傳遞過程的推動力/傳遞過程的阻力

（4）過程的熱力學(xué)極限與臨界點(diǎn)的計算當(dāng)設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)過程達(dá)到熱力學(xué)平衡

時，過程就停止了平衡狀態(tài)是過程進(jìn)行的熱力學(xué)極限（5）物性計算

八、知識總結(jié)

一、流體力學(xué)及其輸送

1.單元操作：物理化學(xué)變化的單個操作過程，如過濾、蒸餾、萃取。2.四個基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡關(guān)系、過程速率。3.牛頓粘性定律：F=±τA=±μAdu/dy，(F：剪應(yīng)力；A：面積；μ：粘度；du/dy：速度梯度)。

4.兩種流動形態(tài)：層流和湍流。流動形態(tài)的判據(jù)雷諾數(shù)Re=duρ/μ；層流201*過渡4000湍流。

5.連續(xù)性方程：A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/ρ+1/2u2=C。

6.流體阻力=沿程阻力+局部阻力；范寧公式：沿程壓降：Δpf=λlρu2/2d，沿程阻力：Hf=Δpf/ρg=λlu2/2dg(λ：摩擦系數(shù))；層流時λ=64/Re，湍流時λ=F(Re，ε/d)，(ε：管壁粗糙度)；局部阻力hf=ξu2/2g，(ξ：局部阻力系數(shù)，情況不同計算方法不同)

7.流量計：變壓頭流量計(測速管、孔板流量計、文丘里流量計)；變截面流量計

二、非均相機(jī)械分離

1.顆粒的沉降：層流沉降速度Vt=(ρp-ρ)gdp2/18μ，(ρp-ρ：顆粒與流體密度差，μ：流體粘度)；重力沉降(沉降室，H/v=L/u，多層；增稠器，以得到稠漿為目的的沉淀)；離心沉降(旋風(fēng)分離器)。

2.過濾：深層過濾和濾餅過濾(常用，助濾劑增加濾餅剛性和空隙率)；分類：壓濾、離心過濾，間歇、連續(xù)三、傳熱

1.傳熱方式：熱傳導(dǎo)(傅立葉定律)、對流傳熱(牛頓冷卻定律)、輻射傳熱(四次方定律)；熱交換方式：間壁式傳熱、混合式傳熱、蓄熱體傳熱(對蓄熱體的周期性加熱、冷卻)。

2.傅立葉定律：dQ=-λdA，(Q：熱傳導(dǎo)速率；A：等溫面積；λ：比例系數(shù)；：溫度梯度)；

λ與溫度的關(guān)系：λ=λ0(1+at)，(a：溫度系數(shù))。

3.不同情況下的熱傳導(dǎo)：單層平壁：Q=(t1-t2)/[b/(CmA)]=溫差/熱阻，(b：壁厚；Cm=(λ1-λ2)/2)；

多層平壁：Q=(t1-tn+1)/[bi/(λiA)]；單層圓筒：Q=(t1-t2)/[b/(λAm)]，(A：圓筒側(cè)面積，C=(A2-A1)/ln(A2/A1))；

多層圓筒：Q=2πL(t1-tn+1)/[1/λi[ln(ri+1/ri)]。

4.對流傳熱類型：強(qiáng)制對流傳熱(外加機(jī)械能)、自然對流傳熱、(溫差導(dǎo)致)、蒸汽冷凝傳熱(冷壁)、液體沸騰傳熱(熱壁)，前兩者無相變，后兩者有相變；牛頓冷卻定律：dQ=hdAΔt，(Δt＞0；h：傳熱系數(shù))。.換熱器：夾套換熱器、蛇管式換熱器、套管式換熱器、列管式換熱器

九、先進(jìn)應(yīng)用例子

高效冷卻技術(shù)節(jié)能節(jié)水顯奇效-高效冷卻技術(shù),節(jié)能節(jié)水-化工行業(yè)

由洛陽隆華傳熱科技股份有限公司自主研發(fā)的SYL系列高效復(fù)合型冷

凝（卻）器設(shè)備在國家“十一五”重點(diǎn)工程中石化岳陽1000萬噸/年煉化一體化項(xiàng)目成功運(yùn)行。截至目前，經(jīng)過近一個月的運(yùn)行表明，與傳統(tǒng)的空冷器串聯(lián)水冷器的換熱方案比較，設(shè)備節(jié)省投資200余萬元，年節(jié)電316.8萬千瓦時，各項(xiàng)工藝指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求。

該技術(shù)換熱效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)換熱工藝，能使工藝流體直接冷卻到設(shè)計溫度，節(jié)能、節(jié)水效果顯著，可廣泛應(yīng)用于煉油、化工生產(chǎn)工藝過程中與冷凝、冷卻相關(guān)的其他工段。據(jù)洛陽隆華總工程師董曉強(qiáng)介紹，為進(jìn)一步拓展該技術(shù)的應(yīng)用范圍，他們針對石油化工行業(yè)各種換熱工位不同的換熱工藝，研發(fā)出石化用SYL系列高效復(fù)合型冷卻設(shè)備。目前這項(xiàng)新技術(shù)正在石油和化工業(yè)大顯身手，中國石化齊魯分公司氯堿廠、中國石化滄州煉油廠、山東恒源石油化工有限公司、鶴壁寶馬化肥廠等一批石油和化工企業(yè)均采用了這項(xiàng)新技術(shù)。

該技術(shù)現(xiàn)已通過了中國石油化工股份有限公司科技部組織的專家科技成果鑒定，專家評價這一成果達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，比傳統(tǒng)換熱工藝節(jié)能30%以上，節(jié)水超過40%，實(shí)現(xiàn)了高效、節(jié)能、節(jié)水的換熱目的。據(jù)介紹，我國石化行業(yè)現(xiàn)有換熱工藝主要采用空冷器串聯(lián)水冷器工藝及濕式空冷器串聯(lián)水冷器工藝。這些傳統(tǒng)的換熱工藝消耗大量的電能和水資源。針對國內(nèi)石化行業(yè)換熱方式的落后現(xiàn)狀，洛陽隆華投入巨資，組織技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)出以潛熱換熱為主體的高效復(fù)合型冷卻器設(shè)備。這一新技術(shù)采用潛熱換熱原理，利用水的相態(tài)變化特性，實(shí)現(xiàn)高效換熱，其換熱效率是傳統(tǒng)工藝的117倍；水的消耗量與傳統(tǒng)的顯熱換熱工藝相比不足百分之一；驅(qū)動水流的動力消耗大幅度降低。

傳熱的工程應(yīng)用

㈠在傳統(tǒng)工業(yè)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用

現(xiàn)代化大型火力發(fā)電站的鍋爐部件一般要經(jīng)受近20MPa和上千攝氏度的火焰高溫，蒸汽輪機(jī)也要經(jīng)受大致相同的壓力和540℃左右的溫度。近十年來，由于耐高溫的鐵素體鋼的研制成功，所謂超級超臨界檔次的火力發(fā)電機(jī)組已經(jīng)陸續(xù)投入運(yùn)行，其蒸汽參數(shù)甚至達(dá)到了3134MPa和600℃左右，并且還具有快速起停和參與電網(wǎng)調(diào)峰的能力。核電站的反應(yīng)堆及主蒸發(fā)器除了經(jīng)受一定的溫度、壓力以外，還要受到高通量的中子輻射。為了提高能源利用水平，必須不斷強(qiáng)化爐內(nèi)各傳熱表面與燃?xì)�、煙氣間的換熱。核反應(yīng)堆中則要強(qiáng)化燃料體元件與載熱劑之間的換熱。在需要隔熱的地方必須盡量減少熱泄漏。要做到這些都必須正確運(yùn)用傳熱學(xué)的基本原理。

在稠油的“熱采”，原油的煉制和油品的遠(yuǎn)距離輸送以及化纖、化肥的生產(chǎn)工藝中，傳熱都是非常關(guān)鍵的因素。因?yàn)橛妥陨砦锢硇再|(zhì)的關(guān)系，它的對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)往往比較低，所以強(qiáng)化油側(cè)的對流換熱具有非常大的經(jīng)濟(jì)效益�；�工傳熱過程往往具有如下一些基本特點(diǎn)：(1)參與換熱的介質(zhì)成分多而復(fù)雜，一般都在三四種以上；(2)常常與傳質(zhì)過程結(jié)合在一起；(3)經(jīng)常涉及多相流(汽液、氣固、液固，甚至汽液固三相)和非牛頓流體

其他行業(yè)如機(jī)械、電子電器、交通運(yùn)輸、紡織、食品輕工、醫(yī)藥等也都在不同程度上和傳熱有著相當(dāng)密切的聯(lián)系㈡在高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用

傳熱學(xué)科在很多高技術(shù)領(lǐng)域里同樣發(fā)揮著重要的和無法替代的作用。

人類征服天空和宇宙空間的不懈努力以及所取得的巨大成果，是當(dāng)今世界上各領(lǐng)域高技術(shù)、新材料研究最集中的體現(xiàn)。其中傳熱學(xué)所起的作用功不可沒。據(jù)美國航空和宇宙航行局(NASA)所作的技術(shù)分析，美國航天飛機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵只有一個半，這半個是大推力的液氫液氧火箭發(fā)動機(jī)(其中自然與傳熱有密切的關(guān)系)，而那一個關(guān)鍵則是所謂“熱防護(hù)系統(tǒng)”(TPS)，即指以航天飛機(jī)外表面的防熱瓦為主的整個熱防護(hù)結(jié)構(gòu)。它被視為可反復(fù)使用的航天飛機(jī)成敗的最大關(guān)鍵。之所以把熱防護(hù)系統(tǒng)提到如此重要的地位，是由于航天飛機(jī)極端復(fù)雜的氣動熱環(huán)境以及要求該防熱系統(tǒng)必須能夠重復(fù)使用造成的。

現(xiàn)代的機(jī)械加工工藝已經(jīng)不限于傳統(tǒng)的車、鉗、銑、刨，像激光鉆孔、激光切割這類高熱流、超短時間的新型加工手段已經(jīng)用于石油鉆井管等一些有特殊要求的場合，并取得了良好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益。這類特殊加工方式所涉及的熱量傳遞問題己不能再用傳統(tǒng)的導(dǎo)熱理論來分析，而必須加入對熱量傳輸速度的考慮，這類問題被稱為“非博里葉導(dǎo)熱”。

擴(kuò)展閱讀：高職《化工原理》課程改革與實(shí)踐的科學(xué)總結(jié)

高職《化工原理》課程改革與實(shí)踐的

科學(xué)總結(jié)

蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院

高職《化工原理》課程改革實(shí)踐

化工原理課是石油化工專業(yè)的一門極為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要內(nèi)容是以化工生產(chǎn)中的物理加工過程為背景，依據(jù)操作原理的共性，分成為若干單元操作過程，研究各單元操作的基本原理，基本計算和典型設(shè)備。它涉及到化工生產(chǎn)中眾多的操作和設(shè)備。它要求綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、物理化學(xué)等基礎(chǔ)知識來分析和解決化工生產(chǎn)過程中的工程問題，在培養(yǎng)化工技術(shù)人才中擔(dān)負(fù)著由理及工、由基礎(chǔ)到專業(yè)的過渡，在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用工程觀點(diǎn)分析解決化工實(shí)際問題方面起著重要的作用。該課程有如下教學(xué)特點(diǎn)：(1)涉及的知識面廣泛。學(xué)生需具有高等數(shù)學(xué)、制圖、物理、物理化學(xué)及計算技術(shù)等先修課程的基礎(chǔ)知識。(2)工程實(shí)踐性強(qiáng)。要求學(xué)生對于化工生產(chǎn)過程及設(shè)備有感性認(rèn)識與了解。(3)各單元操作過程相互獨(dú)立。遵循的原理和法則各不相同，每一單元操作均可獨(dú)立講授、單獨(dú)使用。(4)設(shè)備類型多種多樣，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。為了便于學(xué)生的理解和掌握，需配以大量的掛圖或設(shè)備模型。(5)各種操作現(xiàn)象抽象，難于理解。老師授課時為解釋清楚，需花費(fèi)大量時間。(6）大量利用公式、半經(jīng)驗(yàn)公式或關(guān)聯(lián)式進(jìn)行計算，學(xué)生記憶困難。

高職院校的《化工原理》課程改革，必須轉(zhuǎn)變教育思想，從根本上打破學(xué)科教育的模式，針對學(xué)生基礎(chǔ)普遍較薄弱的特點(diǎn)，降低理論要求，建立以職業(yè)能力培養(yǎng)為根本的課程體系，打破理論課程與實(shí)踐課程的界限，加大實(shí)踐教學(xué)比例，突出實(shí)踐技能的培養(yǎng)。

一、課程內(nèi)容的改革

化工原理課程經(jīng)過近百年的發(fā)展完善，形成了一套完整嚴(yán)密的理論體系，這對于注重知識的系統(tǒng)性和全面性的普通高等教育，會給教學(xué)帶來很大方便，但這種完整的理論體系卻不適合高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)的要求，本著“以應(yīng)用為目的，必需夠用為度，加強(qiáng)針對性實(shí)用性”的方針，必須對該課程的傳統(tǒng)內(nèi)容實(shí)行必要的整合。根據(jù)高職高專教學(xué)特點(diǎn)，將教學(xué)內(nèi)容分為兩個模塊，即基本理論知識模塊和設(shè)備知識模塊。

基本理論知識模塊：

內(nèi)容包括各單元操作的基本概念、定律、原理闡述，過程設(shè)備的基本計算。

由于高職教學(xué)中理論學(xué)時少，學(xué)生基礎(chǔ)較薄，本模塊對原來的理論內(nèi)容進(jìn)行合理的精簡，例如刪除應(yīng)用性不強(qiáng)的內(nèi)容：傳熱中的熱輻射、因次分析法等內(nèi)容，吸收中傳質(zhì)機(jī)理的內(nèi)容等；精簡公式的理論推導(dǎo)，甚至直接寫出公式：簡化流體動力學(xué)中的伯努利方程推導(dǎo)，重點(diǎn)講解該方程的應(yīng)用和延伸。精簡后的基本內(nèi)容不脫離大綱要求，能夠精、深、突出基本概念與共性規(guī)律。通過基本內(nèi)容學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握化工單元操作中最基本的共性規(guī)律知識。同時為了突出該課程的工程實(shí)踐性，學(xué)習(xí)用基礎(chǔ)理論知識去解決實(shí)際工程問題，拓寬的知識面，將與生產(chǎn)實(shí)際密切聯(lián)系的內(nèi)容適當(dāng)補(bǔ)充進(jìn)去，例如在離心泵一節(jié)中，分析討論：如何判斷汽蝕的產(chǎn)生？離心泵打不上液體的原因有哪些？在傳熱中討論：什么是換熱器的“水錘”現(xiàn)象？生產(chǎn)中為什么不采用過熱蒸汽加熱？在精餾、吸收章節(jié)中分析討論：進(jìn)料量的大小對精餾塔操作有什么影響？溫度或壓力變化對塔的產(chǎn)品質(zhì)量有什么影響？等等。這些內(nèi)容即將理論聯(lián)有實(shí)際，又是學(xué)生工作后要面對的操作問題，有很強(qiáng)的針對性和實(shí)用性，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

設(shè)備知識模塊：

內(nèi)容包括典型設(shè)備的構(gòu)造、性能、操作原理。本模塊主要通過多種實(shí)訓(xùn)來強(qiáng)化學(xué)生的設(shè)備知識，操作技能。通過單元操作仿真實(shí)訓(xùn)，加強(qiáng)理論知識的理解和掌握，使學(xué)生掌握各個基本單元過程的操作控制和調(diào)節(jié)方法，培養(yǎng)分析和解決生產(chǎn)操作中各種工程技術(shù)問題的能力；通過單元操作實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生對生產(chǎn)設(shè)備具備實(shí)際操作技能，以便學(xué)生日后能對現(xiàn)行的工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行管理，使設(shè)備能正常運(yùn)行；通過課程設(shè)計使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基本理論，對化工過程設(shè)備進(jìn)行工藝設(shè)計或設(shè)備選型，以便學(xué)生日后能對現(xiàn)行的生產(chǎn)過程及設(shè)備作各種改進(jìn)以提高其效率，從而使生產(chǎn)獲得最大限度的經(jīng)濟(jì)效益。

二、教學(xué)手段的改革

化工原理是一門工程實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，它涉及眾多大型化工設(shè)備結(jié)構(gòu)、復(fù)雜的操作原理及流程、大量的工程計算。采用傳統(tǒng)教科書+黑板的教學(xué)模式，教師難講，學(xué)生難學(xué)，因此教學(xué)手段的改革應(yīng)是教學(xué)改革的重點(diǎn)。為了適應(yīng)現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的需要，滿足教學(xué)手段改革的需求，我們開發(fā)研制了《化工原理》多媒體電子教案。該電子教案針對高職教學(xué)，合理的對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，精心編寫腳本，開放實(shí)用的制作平臺更有利于教學(xué)過程中對其進(jìn)行修改。

實(shí)踐證明，由于多媒體教學(xué)能夠把抽象的概念或過程形象地展示，動態(tài)地展示設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作原理、工藝流程中物料的流動情況，使原本難講難學(xué)的教學(xué)內(nèi)容更直觀、生動、形象，降低了教學(xué)難度，學(xué)習(xí)效果顯著提高。利用多媒體教學(xué)能夠精確做圖，進(jìn)行過程分析，并能方便地多次重復(fù)再現(xiàn)整個分析過程，減少了教師在課堂上板書時間，從而使教師將精力與時間更多地集中在知識的講解和與學(xué)生的交流上，每節(jié)課可以節(jié)約25%的時間，利用這段時間對重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行討論或結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的操作方法討論，這既強(qiáng)化了基本知識的應(yīng)用，又是對教學(xué)內(nèi)容的深化和補(bǔ)充。

三、突出的實(shí)踐教學(xué)

高職學(xué)校的教學(xué)特點(diǎn)是實(shí)踐課時較多。這給學(xué)生提供了理論聯(lián)系實(shí)際的極好機(jī)會：一方面實(shí)踐可以加深對該課程理論內(nèi)容的理解，另一方面可經(jīng)常用所學(xué)理論知識去認(rèn)識實(shí)際，提高解決實(shí)際問題的能力。而且，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的相互交叉和反復(fù)循環(huán)，從人類發(fā)展規(guī)律看，該方式符合人類從實(shí)踐到認(rèn)識到再實(shí)踐再認(rèn)識的發(fā)展規(guī)律；從培養(yǎng)學(xué)生思維能力角度看，反復(fù)的實(shí)踐活動能鍛煉學(xué)生理論知識的縱向連貫性思考和橫向分類思考，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的思維方式，使相關(guān)的理論知識轉(zhuǎn)化為個體經(jīng)驗(yàn)。為了強(qiáng)化學(xué)生實(shí)際操作的能力，我院《化工原理》的實(shí)踐教學(xué)由三部分組成：化工單元操作仿真實(shí)訓(xùn)、化工單元操作實(shí)訓(xùn)、化工原理課程設(shè)計。對實(shí)訓(xùn)內(nèi)容、過程、效果進(jìn)行全程設(shè)計與控制，通過實(shí)訓(xùn)，使每一名學(xué)生成為能熟練操作的合格技術(shù)工人，這也是職業(yè)教育的優(yōu)勢所在。

石油化工單元操作仿真實(shí)訓(xùn)，我院采用北京東方仿真控制技術(shù)有限公司的TDC-3000培訓(xùn)系統(tǒng)，利用計算機(jī)真實(shí)地再現(xiàn)生產(chǎn)中的基本單元過程，使學(xué)生在一個與化工生產(chǎn)控制室一樣的操作環(huán)境中，通過親自動手，反復(fù)操作，將所學(xué)的理論知識與實(shí)際生產(chǎn)緊密地結(jié)合在一起，加深理解化工單元過程及設(shè)備的基本原理，熟練掌握各個單元過程的實(shí)際操作技能，培養(yǎng)分析和解決生產(chǎn)操作中各種問題的能力。實(shí)踐證明，石油化工單元仿真實(shí)訓(xùn)解決了學(xué)生到現(xiàn)場實(shí)習(xí)只能看，不能動手，無法達(dá)到實(shí)習(xí)目的的弊端，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能動性，為學(xué)生畢業(yè)后能迅速上崗操作奠定良好基礎(chǔ)。

石油化工單元操作實(shí)訓(xùn)，讓學(xué)生在單元仿真實(shí)訓(xùn)之后，對生產(chǎn)中的真實(shí)設(shè)備進(jìn)行操作技能的培訓(xùn)，使學(xué)生掌握化工單元過程設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理以及各種性能

數(shù)據(jù)的測定方法和整理的方法，以便學(xué)生日后能根據(jù)不同的生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行過程和設(shè)備的選擇、調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)過程和設(shè)備的最優(yōu)化操作，提高經(jīng)濟(jì)效益。例如在離心泵單元的實(shí)訓(xùn)中，布置給學(xué)生的實(shí)訓(xùn)任務(wù)是：已知一管路輸送系統(tǒng)的管徑、管長、管件和閥門的設(shè)置、流體輸送量及供液點(diǎn)和終點(diǎn)的操作壓力、相對位置，現(xiàn)有一臺離心泵，但性能參數(shù)丟失，試設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)，核實(shí)該泵是否能完成規(guī)定的輸送任務(wù)。這樣由學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、流程、要用的儀器、要測定的數(shù)據(jù)，變被動為主動，激發(fā)實(shí)訓(xùn)興趣，提高實(shí)訓(xùn)效果。

化工原理課程設(shè)計是綜合應(yīng)用化工原理和有關(guān)先修課程所學(xué)知識，以單元操作為主進(jìn)行設(shè)計的實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過這一環(huán)節(jié)，學(xué)生可以掌握化工設(shè)計的基本程序和方法，并在查閱技術(shù)資料、選用公式和計算方法，用簡潔文字、圖表表示設(shè)計結(jié)果及化工制圖等能力方面，得到一次基本的工程實(shí)踐訓(xùn)練。在課程設(shè)計中，尋找一些科研或生產(chǎn)中的實(shí)際問題作為題目，使學(xué)生有真實(shí)的感覺，而且許多生產(chǎn)實(shí)際的要求和書本理論有時并不完全相同，有很多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的因素，這更能體現(xiàn)工程實(shí)際問題的特點(diǎn)。從工程實(shí)際出發(fā)，學(xué)會分析解決工程技術(shù)問題，是《化工原理》課程教學(xué)的一項(xiàng)重要任務(wù)。

四、改革效果

化工原理課程所研究的理論是學(xué)生進(jìn)入化工生產(chǎn)實(shí)際必須掌握的基本知識，所應(yīng)用的設(shè)備是生產(chǎn)中最基本的過程設(shè)備，它要求學(xué)生具備的能力是作為化工職業(yè)人員必須具有的基本技能。因此作為石油化工專業(yè)一門極其重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，化工原理課程改革的實(shí)效直接影響了畢業(yè)生的職業(yè)素質(zhì)和職業(yè)能力的高低，反之，畢業(yè)生是否受到用人單位的認(rèn)同，也從側(cè)面反映了教學(xué)改革的效果。

石化系化工原理課考試結(jié)果統(tǒng)計1999年80以上60至8060以下80以上201*年60至8060以下80以上201*年60至8060以下80以上201*年60至8060以下80以上201*年60至8060以下12%55%33%16%56%28%18%61%21%20%63%17%21%67%12%石化系畢業(yè)生職業(yè)資格取證統(tǒng)計

專業(yè)年度考核人數(shù)0033488400212536002134490091828高級000216000140002600013考核結(jié)果取證率中級未通過中級00%00%231070%37981%60890%00%00%14766%20484%28488%00%00%15671%27585%39491%00%00%7275%15288%23292%1999年201*年石油化工201*年201*年201*年1999年201*年石油加工201*年201*年201*年1999年201*年化學(xué)工程201*年與工藝201*年201*年1999年201*年工業(yè)分析201*年201*年201*年

改革前石化系畢業(yè)生就業(yè)率就業(yè)率1999年68%201*年73%改革前石化系畢業(yè)生就業(yè)率74%72%70%68%66%64%就業(yè)率1999年201*年

改革后石化系畢業(yè)生就業(yè)率就業(yè)率201*年88%201*年91%201*年96%改革后石化系畢業(yè)生就業(yè)率100%95%90%85%80%201*年201*年

就業(yè)率201*年

石化系畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量統(tǒng)計中石化企業(yè)1999年4%201*年5%201*年11%201*年13%201*年25%中石油企業(yè)3%4%25%34%41%中海洋企業(yè)0%0%0%0%7%合資企業(yè)3%4%17%18%15%集體私有企企業(yè)業(yè)30%27%19%11%3%28%33%10%8%5%外資企業(yè)0%0%6%7%0%石化系畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量統(tǒng)計50%40%30%20%10%0%1999年201*年201*年201*年201*年中石中化企石業(yè)油中企海業(yè)洋企合業(yè)資企集業(yè)體企私業(yè)有企外業(yè)資企業(yè)

自1999年招收學(xué)院的第一屆高職生，化工原理開始進(jìn)行了高職特色的課程教學(xué)改革，通過課程改革提高了學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)和職業(yè)能力，與改革前相比，本系的招生人數(shù)從1999年的90人，增加到201*年的610人；畢業(yè)生的就業(yè)率從1999年的68%，提高到201*年的96%；就業(yè)質(zhì)量也有顯著提高�？梢钥闯�，我們的畢業(yè)生受到社會的認(rèn)同，我們的教學(xué)改革取得了初步的成效。

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