時間:2022-01-29 01:32:14
序論:在您撰寫換熱器畢業(yè)設(shè)計總結(jié)時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
[關(guān)鍵詞]獨立院校;案例教學(xué);畢業(yè)設(shè)計;互補作用
化工原理是化工及相關(guān)專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課,具有由理論到工程、由基礎(chǔ)到專業(yè)的橋梁作用,在培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和工程能力方面有著不可或缺的地位,是考研和職業(yè)資格考試的必考科目。因此,化工原理的教學(xué)改革至關(guān)重要。
一、案例教學(xué)法在化工原理教學(xué)中的重要性
化工原理課程具有很強的工程性和實踐性,要求學(xué)生對化工生產(chǎn)過程及設(shè)備有感性認識與了解。教學(xué)內(nèi)容包括流體輸送、沉降、過濾、攪拌、傳熱、蒸發(fā)、精餾、吸收、萃取、干燥、結(jié)晶等單元操作過程,它們相互獨立,遵循的原理和法則各不相同。生活中常見與之相關(guān)的例子,如送水送氣(動量傳遞)、吹風(fēng)干燥(熱量、質(zhì)量傳遞)等[1]??紤]到學(xué)生的生活和實踐經(jīng)驗較少,教學(xué)過程中如能適當引入工程案例,對提高授課質(zhì)量、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,將會具有十分顯著的效果。工程案例教學(xué)法起源于20世紀20年代,是指在具有較強工程背景的課程教學(xué)中,教師通過精心組織,引入工程實際案例與學(xué)生進行分析和討論,旨在培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念,提高學(xué)生綜合分析和解決實際問題的能力,以期達到激勵學(xué)生主動參與教學(xué)活動、提高教學(xué)效果、知行合一的目的[2]?;ぴ戆咐虒W(xué)能彌補教材內(nèi)容相對固定與教學(xué)內(nèi)容更新慢等不足,同時作為基本原理的穩(wěn)定性與其應(yīng)用不斷發(fā)展之間的有效銜接,能較好地反映化學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展與化工技術(shù)的進步[1]。經(jīng)過多年的實踐和探索,案例教學(xué)法的運用已日趨規(guī)范,工程案例教學(xué)法在高等院校日益受到重視,對我國高等教育的改革和發(fā)展起到了積極的促進作用。常見的化工原理案例教學(xué)包括開篇案例法、問題案例法和綜合案例法。其中,綜合案例法最為重要,即在每個單元操作的結(jié)尾,列舉出該單元操作的工程設(shè)計(或工程改造)實例,提出需要解決的工程問題,引導(dǎo)學(xué)生綜合利用本單元操作相關(guān)知識,解決該工程設(shè)計(或工程改造)中存在的問題[2]。綜合案例法涉及的知識點較多,實踐性較強,需要教師將多年教學(xué)經(jīng)驗、參與各項工程實踐的收獲與科研研究積累三者進行有機結(jié)合。三本院校在化工原理教學(xué)中更需要轉(zhuǎn)變教育思想,根據(jù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)定位,在保證基礎(chǔ)知識傳授的前提下,降低理論要求,多引入案例教學(xué),突出實踐技能的訓(xùn)練。筆者作為年輕教師,畢業(yè)后即從事大學(xué)教育工作,缺乏相對集中的企業(yè)實踐經(jīng)歷和科研鍛煉,缺少教學(xué)案例素材的積累,因此在化工原理教學(xué)中,一直探索如何能就地取材,把案例教學(xué)和本科畢業(yè)設(shè)計課題相結(jié)合,在畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)過程中收集案例來豐富自己的教學(xué)內(nèi)容,使兩者互為補充。
二、案例教學(xué)法和畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合的可行性
在化工專業(yè)本科教學(xué)過程中,畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用多種理論知識分析與解決實際工程問題的重要教學(xué)環(huán)節(jié),也是最能體現(xiàn)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的環(huán)節(jié)[3]。畢業(yè)設(shè)計涉及化工原理、物理化學(xué)、化工分離工程、化學(xué)反應(yīng)工程和過程裝備設(shè)計等課程的知識,其中化工原理知識是學(xué)生使用最多的[4]。下面列舉三個實例來說明如何將化工原理與畢業(yè)設(shè)計課題相結(jié)合,在化工原理教學(xué)過程中有的放矢地引入案例。
(一)農(nóng)產(chǎn)品的熱風(fēng)干燥研究課題
這是一個實驗型的研究課題,目的是對農(nóng)產(chǎn)品在熱風(fēng)條件下的干燥特性進行研究。實際的生產(chǎn)加工過程中采用變動的干燥條件,而該實驗采用洞道式干燥設(shè)備,用大量熱空氣對少量物料進行間歇干燥,并維持空氣速度及與物料的接觸方式不變,將變動干燥過程近似簡化為恒定干燥過程,實驗所得結(jié)論可用于指導(dǎo)實際生產(chǎn)。該課題涉及化工原理干燥單元操作的許多內(nèi)容,如空氣干燥的基本參數(shù)的意義和濕焓圖、恒定干燥條件下等焓干燥的相關(guān)知識等。研究過程中要先根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出干燥曲線和干燥速率曲線,選擇適宜干燥條件;再利用熱量衡算進行節(jié)能優(yōu)化,選擇最佳能耗條件和廢氣循環(huán)比;另外為了深入考察影響因素,還需找到恒速段和降速段對流傳熱系數(shù)的不同計算方法,分析干燥過程對流傳熱系數(shù)的變化規(guī)律。因此在開題階段,指導(dǎo)教師就會要求學(xué)生認真學(xué)習(xí)化工原理干燥一章的內(nèi)容,牢固掌握基礎(chǔ)知識,然后才能開始下一步的實驗研究工作。該課題將復(fù)雜的工程問題進行了合理簡化,體現(xiàn)了工程方法論的思想,并為講授化工原理干燥單元操作提供了實例。講授恒定條件下的干燥特性一節(jié)時引入農(nóng)產(chǎn)品熱風(fēng)干燥數(shù)據(jù)、干燥曲線和干燥速率曲線圖,有助于學(xué)生直觀理解干燥的過程和分析方法,加深對干燥原理的理解。另外,實驗?zāi)芎膬?yōu)化部分和廢氣循環(huán)討論可用于干燥物料衡算、熱量衡算及過程優(yōu)化的教學(xué)。
(二)一硝基氯化苯生產(chǎn)車間硝化工段的設(shè)計課題
這是一個綜合性比較強的經(jīng)典題目,來源于實際工業(yè)生產(chǎn)。目前,生產(chǎn)工藝已比較成熟,一般用混酸作為硝化介質(zhì),以氯苯為原料,運用三釜串聯(lián)在常壓等溫環(huán)境下進行連續(xù)硝化。該課題主要研究一硝基氯化苯的提純精制,廢酸與一硝基氯化苯的分離和循環(huán)利用,生產(chǎn)產(chǎn)生的廢氣、廢液處理和硝化工段的生產(chǎn)裝置。在課題研究過程中,學(xué)生首先根據(jù)題目搜集所需的資料和數(shù)據(jù),進行工藝流程設(shè)計,然后對生產(chǎn)中各個設(shè)備進行物料衡算和熱量衡算,對主要的設(shè)備進行工藝計算和選擇,最終完成一個車間工段的設(shè)計工作。該課題涉及的專業(yè)內(nèi)容比較全面,包括化工工藝設(shè)計、公用工程設(shè)計、外管設(shè)計、自動控制設(shè)計、環(huán)境安全評價及經(jīng)濟核算等。整個設(shè)計過程需要進行大量的計算,單純的手工計算費時且準確度差,使用計算機輔助軟件可讓設(shè)計過程事半功倍,如使用Aspen plus、ChemCAD等進行物料衡算、熱量衡算和工藝流程圖繪制。工藝流程中除硝化反應(yīng)外,其余均為物理過程,涉及流體輸送、攪拌、傳熱、非均相分離等單元操作,還涉及安全環(huán)保、儀表控制、分析檢測等。設(shè)備的計算和選型是設(shè)計的重點,包括配混酸工段的換熱器設(shè)計、硝化反應(yīng)釜的夾套換熱器和蛇管換熱器的選型、萃取釜和萃取分離器設(shè)計及附屬流體輸送設(shè)備的選型?;ぴ斫滩闹袑Q熱器的講解以列管式換熱器為主,而該課題中多種換熱器的設(shè)計和選型很好地補充了特殊間壁式換熱器的知識;同時附屬流體設(shè)備的選型可以作為日后教學(xué)中離心泵選型的案例,尤其是書本中談及較少的耐腐蝕泵的選型案例。
(三)間壁精餾塔的流程模擬優(yōu)化與水力學(xué)冷模實驗研究課題
本課題是對三元物系分離的創(chuàng)新型設(shè)備———間壁式精餾塔的設(shè)計和研究。常規(guī)精餾操作需要用兩個塔順序分離才能得到三種不同的純組分,而分壁塔中只需要一個單塔就可以同時得到所有組分,并能達到指定的精密分離要求。因此,間壁塔可以顯著提高精餾的熱力學(xué)效率,降低能耗,節(jié)省設(shè)備購置費用,且適用于傳統(tǒng)舊式精餾塔的改造。為了較好地實現(xiàn)塔內(nèi)分隔板兩側(cè)的氣液分配,現(xiàn)在工業(yè)上使用的間壁塔一般會通過設(shè)計使用特殊的內(nèi)構(gòu)件來改變塔內(nèi)壓降,從而達到調(diào)節(jié)氣液分配的目的;或者是將分隔板在塔內(nèi)偏心放置,通過改變分隔板兩側(cè)的橫截面積,來改變分隔板兩側(cè)氣液分配。為了探究分壁的氣液分布規(guī)律,掌握其運行控制的關(guān)鍵技術(shù),畢業(yè)設(shè)計中會通過冷模實驗、經(jīng)驗關(guān)聯(lián)公式計算和數(shù)值模擬的方法對其氣液分布規(guī)律進行研究。因研究內(nèi)容較多,故該課題可拆分為三個子課題,分別是:1.設(shè)計間壁精餾塔冷模實驗裝置并觀察氣液負荷在設(shè)計范圍內(nèi)變化對氣液流量控制效果的影響;2.驗證新型氣體分配控制專利技術(shù)的特性和改進空間,分析總結(jié)氣相分配規(guī)律及變化機理;3.運用Mathcad軟件進行塔板設(shè)計、水力學(xué)計算和核算,采用Aspen Plus、ProcessⅡ軟件進行精餾塔的簡捷計算,并進一步對流程做靜態(tài)和動態(tài)模擬,針對產(chǎn)品的質(zhì)量和能耗,進行可調(diào)節(jié)的自由度優(yōu)化分析。該課題主要涉及化工原理的精餾單元操作和塔設(shè)備設(shè)計,這部分的教學(xué)中如能適當融入一些本領(lǐng)域的最新發(fā)展動向和創(chuàng)新成果,進一步拓寬教學(xué)內(nèi)容,會取得更好的效果。將間壁塔課題作為新型結(jié)構(gòu)塔的實例引入精餾塔設(shè)計教學(xué)中,可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生了解最新的前沿分離技術(shù),還可以作為化工原理課程設(shè)計中精餾塔設(shè)計任務(wù)的擴展,進一步鍛煉學(xué)生的設(shè)計能力。
三、結(jié)語
關(guān)鍵詞:風(fēng)冷熱泵冷熱水機組風(fēng)機盤管獨立新風(fēng)系統(tǒng)
1、風(fēng)冷熱泵的工作原理
熱泵的供熱循環(huán)與制冷循環(huán)均系逆卡諾循環(huán),只不過在空調(diào)器的制冷系統(tǒng)中增設(shè)一個四通換向閥,改變冬、夏季制冷劑流動方向來達到此目的。這樣一臺機組夏季可進行供冷,冬季又可進行供熱。風(fēng)冷熱泵機組是利用室內(nèi)外空氣作冷熱源,它不用冷卻水泵、冷卻水管路及冷卻塔,省去了龐大的冷卻水系統(tǒng);不占機房面積,投資省,安裝方便;冬季供暖節(jié)電,不污染環(huán)境,對環(huán)保有利;維修保養(yǎng)也方便。在水源緊張環(huán)境溫度為-5℃~43℃的地區(qū)及長江流域一帶和以南的地區(qū),冬季較冷又無采暖設(shè)施的地區(qū)尤其適用。
2、工程概況
本設(shè)計設(shè)計對象為長沙市某電力局綜合調(diào)度大樓,該大樓位于長沙市內(nèi),由主樓和群樓組成。其中主樓有十五層,群樓高兩層??偨ㄖ娣e13626平方米,空調(diào)面積為6112平方米。夏季最大制冷量763KW,冬季供熱量為458KW。選用兩臺風(fēng)冷式冷熱水機組,
3、負荷計算
本設(shè)計負荷計算分各層各個房間各個方向進行逐時計算,包括墻、窗等維護結(jié)構(gòu)的計算負荷、人員設(shè)備照明等的計算負荷。經(jīng)計算和統(tǒng)計歸納,得出夏季所需冷量為762KW,冬季供熱量為458KW。
4、空氣處理過程
本設(shè)計采用風(fēng)機盤管加獨立新風(fēng)系統(tǒng),風(fēng)機盤管不承擔(dān)新風(fēng)負荷。新風(fēng)經(jīng)處理后直接送入各個房間。
5、空調(diào)系統(tǒng)
該空調(diào)系統(tǒng)為風(fēng)冷熱泵系統(tǒng),無冷卻水系統(tǒng),與常規(guī)水冷系統(tǒng)相比,無冷卻塔、冷卻水泵的噪音,有利于環(huán)保;本設(shè)計根據(jù)初投資和運行管理費用的分析,最后決定采用該系統(tǒng),該系統(tǒng)簡單,易操作,運行管理費用相對較低,是一種良好的選擇。
5.1空調(diào)水系統(tǒng)
本設(shè)計中的空調(diào)水系統(tǒng)根據(jù)樓層性質(zhì)和功能,分為兩個系統(tǒng)。其中,一、二層劃為系統(tǒng)一;三至十五層劃為系統(tǒng)二。各個水系統(tǒng)在水平和豎直方向上都采用同程式,這樣有利于水力平衡,減少平衡閥的投資。
5.2空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)
本設(shè)計采用分層設(shè)置水平式新風(fēng)系統(tǒng),新風(fēng)通過從外墻開洞從外墻吸取。新風(fēng)機組在主樓是每層選用一臺。在右側(cè)的走廊引新風(fēng)。裙樓處第一層選用兩臺新風(fēng)機組,第二層選用三臺新風(fēng)機組。其一是在右側(cè)的走廊引新風(fēng),其二在庭院處引新風(fēng)到營業(yè)大廳和會議室。在新風(fēng)機組的入口處設(shè)防火閥。
6、空調(diào)冷熱源
本設(shè)計采用兩臺風(fēng)冷式冷熱水機組,這種設(shè)備夏天可供冷,冬天又可回收和利用低位熱能供熱,它無需專用鍋爐房,不污染環(huán)境,應(yīng)用靈活;是本設(shè)計對象的良好選擇。本設(shè)計中的冷熱水機組尺寸不大,水泵可內(nèi)置,節(jié)約了水泵的占地面積,更加減少了土地的投資。且本機組可以采用自動控制,由電腦操作,方便簡單。
7、機組布置
由于本設(shè)計對象為異性結(jié)構(gòu),且由群樓和主樓組成,主樓星型結(jié)構(gòu),中間受力,故本設(shè)計機組布置于群樓樓頂,供水管向上引一跟管向上給系統(tǒng)二供水,向下引一跟管給系統(tǒng)一向下供水,回水管亦然。這樣比起機組置于主樓樓頂或地下室的情形,減少了水管的投資,更經(jīng)濟實惠。
8、結(jié)霜除霜問題
隨著節(jié)能呼聲的高漲,風(fēng)冷熱泵機組以其對水資源的節(jié)省而受到越來越多的青睞。但風(fēng)冷熱泵機組在制熱運行時,由于室外溫度低,其蒸發(fā)器表面會逐漸結(jié)霜。隨著霜層的加厚,室內(nèi)冷凝器的出水溫度和制熱能力逐漸降低。定期除霜成為保障風(fēng)冷熱泵機組正常運行的必要步驟,也吸引了越來越多的學(xué)者對其進行研究。傳統(tǒng)的除霜方法是采用四通閥換向,將室外換熱器轉(zhuǎn)換成冷凝器來進行。故除霜所需的熱量是從室內(nèi)環(huán)境的吸熱量、室內(nèi)換熱器蓄熱量、壓縮機消耗電力和壓縮機蓄熱量這四部分熱量之和。從人體舒適性角度考慮,室內(nèi)換熱器風(fēng)扇在除霜時停止運行。由于該除霜方式需從室內(nèi)換熱器和室內(nèi)環(huán)境吸收熱量,故存在以下缺點:①除霜時間長;②因室內(nèi)風(fēng)扇停止運行,室內(nèi)機較長時間吹不出熱風(fēng);③需從室內(nèi)環(huán)境取熱,室溫將降低5~6℃;④由于制熱時室外換熱器出口制冷劑可能過冷到0℃以下,換熱器下部的霜層難以除掉,造成冰層堆積,甚至還可能出現(xiàn)室外風(fēng)扇電機燒毀、扇葉損壞的現(xiàn)象。上述缺點使室內(nèi)環(huán)境的舒適性和設(shè)備的可靠性受到較大程度的負面影響。而熱氣旁通除霜不僅可以縮短除霜時間,改善除霜效果,而且還可以較大地改善室內(nèi)環(huán)境的舒適性。
9、風(fēng)冷熱泵的自動控制問題
風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)無冷卻水系統(tǒng),運行費用相對較少,若增加自動控制系統(tǒng),按有關(guān)經(jīng)驗可節(jié)能20%,故風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)安裝自動控制的話,就更加節(jié)能了。本空調(diào)系統(tǒng)為風(fēng)冷熱泵系統(tǒng),風(fēng)冷冷熱水機組布置在群房頂層,自動控制主要對象為冷凍水泵、風(fēng)冷熱泵、補水箱、風(fēng)機盤管和新風(fēng)機組??刂圃恚簾岜脵C組控制原理為根據(jù)供回水流量和溫差計算實際冷量或供熱量,根據(jù)該數(shù)據(jù)與設(shè)定的數(shù)據(jù)對比,得出開一臺機組還是開兩臺機組;補給水箱則主要是進行低水位控制,當水位低于最低水位時報警;水泵則是控制水泵開啟狀態(tài)、手自動狀態(tài)、故障報警;風(fēng)機盤管的控制根據(jù)各房間的需求進行按需控制,用戶可以自己設(shè)定溫度和風(fēng)量的大?。恍嘛L(fēng)機組需控制其進出口溫濕度、過濾網(wǎng)壓差報警。
10、消聲減振設(shè)計
由于本設(shè)計采用風(fēng)冷熱泵系統(tǒng),機組及水泵安裝在群樓屋頂,其本身的噪聲影響就不是很大,電動機、水泵及風(fēng)冷熱泵機組安裝在彈性減振基礎(chǔ)上,在通風(fēng)機和水泵的進出口設(shè)置柔性接頭;管道通過墻壁時或懸吊樓板下時管道和支架要隔振,通過高噪聲房間的管道要做隔聲處理,避免振動或者高噪聲傳入管內(nèi);變風(fēng)量和末端采用消聲軟管與風(fēng)口連接,以防止其流通過調(diào)節(jié)閥時產(chǎn)生的噪聲傳入室內(nèi);空氣處理機組混風(fēng)處和機組出口設(shè)置靜壓箱,內(nèi)貼消聲材料;在必要的地方設(shè)置消聲器或消聲彎頭。
11、防火排煙系統(tǒng)的設(shè)計
在本設(shè)計中需要放置防、排煙的部位有:防煙樓梯及樓梯間及前室消防電梯前室和合用前室,本設(shè)計主要采用自然排煙,自然排煙利用與室外相鄰的窗,陽臺,凹廊或?qū)S玫呐艧熆趯⑹覂?nèi)的煙排出,自然排煙不使用動力,結(jié)構(gòu)簡單,運行可靠,自然排煙口的面積,一般可取地板面積的2%,排煙口設(shè)在防煙分區(qū)頂棚上或靠近頂棚的基面上。
12、保溫設(shè)計
空調(diào)水管、閥門、膨脹水箱、室外膨脹管、冷凝水管等均需保溫.保溫材料選用橡塑閉泡福樂斯,難燃B1級.空調(diào)水管公稱直徑采用福樂斯,管殼厚度見下表:
表11.1管道保溫厚度表公稱直徑DN15DN20DN25DN32DN40DN50DN65DN80DN100DN125DN150
厚度(mm)2525272728293031313240
保溫結(jié)構(gòu)及作法按國家有關(guān)標準及產(chǎn)品技術(shù)文件要求進行施工;
13、設(shè)計體會
畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)四年學(xué)習(xí)的一次全面總結(jié),要綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識熟悉和掌握國家有關(guān)的建設(shè)方針政策,聯(lián)系實際來解決工程設(shè)計問題。通過此次畢業(yè)設(shè)計,本人明確了設(shè)計程序、設(shè)計內(nèi)容及各設(shè)計階段的目的和要求。
整個設(shè)計從負荷計算到方案比較,再由方案比較到風(fēng)、水系統(tǒng)的設(shè)計,把我們在大學(xué)中所學(xué)的所有專業(yè)知識都聯(lián)系起來,應(yīng)用到《空氣調(diào)節(jié)》、《供熱工程》、《智能建筑概論》等很多我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)知識,還應(yīng)用到暖通專業(yè)的《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計手冊》、《暖通空調(diào)制圖與設(shè)計施工規(guī)范手冊》等設(shè)計規(guī)范,把我們在書本上掌握的知識應(yīng)用到實際工程實踐中,是一個不斷學(xué)習(xí)、運用知識的過程。當完成整個設(shè)計任務(wù)時,才發(fā)現(xiàn)自己的專業(yè)知識、解決問題的能力以及創(chuàng)新能力都有了很大程度的提高,體會很深。
首先,在負荷計算階段,運用EXCEL軟件進行負荷計算速度與用人工算有太大的差別,只需幾天時間就可以計算完15層大樓的冷負荷;在用WORD進行編輯設(shè)計說明時,設(shè)置標題就可以自動生成目錄;在WORD中可以插入EXCEL表格,進行計算和編輯,比在WORD中插入表格來得快多了;所以我們在以后的學(xué)習(xí)中應(yīng)該更加牢固地掌握WORD、EXCEL等辦公軟件,以利于改進速度和質(zhì)量效果。
其次,方案比較時要考慮完全,在進行經(jīng)濟性比較時不僅要計算供熱制冷機組的初投資和運行費用,還要考慮到冷卻水泵冷卻塔等設(shè)備的投資,因為風(fēng)冷熱泵機組不需要冷卻水泵和冷卻塔,還要考慮到一些維修管理費等實際因素。
在我們設(shè)計過程中,不僅要感謝老師的指導(dǎo),還要感謝一些設(shè)計院和空調(diào)公司的專業(yè)人員在我們參觀實習(xí)和講座中給我們傳授的經(jīng)驗和知識。他們用經(jīng)歷與時間換來的經(jīng)驗是我們在書本中所學(xué)不到的,一些實際領(lǐng)域的設(shè)計與新技術(shù)的應(yīng)用更是值得我們所學(xué)的。其次,我們在設(shè)計設(shè)計時應(yīng)該多有些創(chuàng)新,大膽的應(yīng)用新技術(shù),任何一種技術(shù)都有它的優(yōu)點和局限性。不可能有各方面都好的技術(shù),所以我們在借鑒前人的基礎(chǔ)上作一些定性的分析,對新技術(shù)進行應(yīng)用。
再次,在進行設(shè)計的過程中要保持認真謙虛的態(tài)度,在風(fēng)管和水管的阻力計算時要找好局部阻力和最不利環(huán)路,這是我們在以后的學(xué)習(xí)和生活道路上所必須的,這次設(shè)計就培養(yǎng)了我耐心認真的習(xí)慣。
在繪圖過程中,本人采用CAD繪圖,使本人對CAD的運用能力得到加強,速度有明顯增加。
總之,通過本學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計,本人覺得自己系統(tǒng)的掌握了專業(yè)課知識,并可以和實際聯(lián)系起來考慮問題、分析問題、解決問題的能力有了很大提高,基本可以獨立設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)。感謝老師對我設(shè)計過程中的關(guān)心和指導(dǎo),感謝專業(yè)人員的熱心指導(dǎo)和同學(xué)的幫助!
參考文獻
⑴《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計手冊》第二版電子工業(yè)部第十設(shè)計研究院主編中國建筑工業(yè)出版社出版
⑵《空氣調(diào)節(jié)》第二版趙茸義主編中國建筑工業(yè)出版社出版1996
⑶《簡明空調(diào)設(shè)計手冊》趙茸義主編中國建筑工業(yè)出版社出版2000
一、食品工程原理課程設(shè)計學(xué)時分配
二、食品工程原理課程設(shè)計題目
項目一:食品加工單元操作的計算。根據(jù)不同食品生產(chǎn)工藝,進行分組,對不同食品加工單元操作典型設(shè)備進行設(shè)計計算。
項目二:牛奶列管式換熱器的設(shè)計。在滅菌后牛奶的冷卻過程中,隨著溫度、壓力參數(shù)變化以及冷卻水溫度變化,設(shè)計一臺列管式換熱器,完成相應(yīng)生產(chǎn)任務(wù)。
三、食品工程原理課程設(shè)計指導(dǎo)
在課程設(shè)計過程,對項目一,指導(dǎo)教師收集食品生產(chǎn)企業(yè)工程實例作為課程設(shè)計題目,每2~3個學(xué)生是單獨的題目,由于這些實際問題,涉及到食品生產(chǎn)中關(guān)鍵或者特殊的設(shè)備,所以每組學(xué)生都有很高的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生通過查閱資料和相關(guān)工程手冊,結(jié)合食品工程原理每個單元操作的原理每組學(xué)生能夠獨立完成各自的設(shè)計任務(wù)。通過課程設(shè)計,每組學(xué)生的查閱資料的能力、計算能力、繪圖能力以及綜合運用所學(xué)知識的能力等都得到了充分的鍛煉,這些訓(xùn)練和指導(dǎo)對學(xué)生將來畢業(yè)后,完成工程師相應(yīng)技術(shù)工作,有很大的幫助。
四、食品工程原理課程設(shè)計考核
根據(jù)本專業(yè)培養(yǎng)目標,畢業(yè)題目要與工程實際相結(jié)合,設(shè)計題目要培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻、工程實踐、計算機應(yīng)用及分析問題和解決問題的能力。我校過程設(shè)備與控制工程專業(yè)每年約有60名學(xué)生參加畢業(yè)設(shè)計,承擔(dān)畢業(yè)設(shè)計的教師有7人,平均每人帶8名學(xué)生,也就是說,每個教師要確定8個畢業(yè)題目,且這些題目又不能重復(fù),實際上這很難做到。每年的畢業(yè)設(shè)計題目大部分的范圍就是四大類化工設(shè)備的設(shè)計,即容器設(shè)計、換熱器設(shè)計、反應(yīng)釜設(shè)計、塔器設(shè)計,雖然這些題目訓(xùn)練了學(xué)生查閱文獻、計算數(shù)據(jù)、繪制裝配圖、編寫說明書等環(huán)節(jié),但是,由于畢業(yè)題目缺少實際工程背景,大多是課程設(shè)計的擴充和放大。有的甚至一題多做,互相抄襲,有的只是紙上談兵,缺乏實踐檢驗,其次,指導(dǎo)教師指導(dǎo)的學(xué)生過多,造成把關(guān)不嚴,要求不高,使學(xué)生得不到好的指導(dǎo),有些學(xué)生忙于社會考試和找工作單位,缺少精力認真完成畢業(yè)設(shè)計,使畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量不高。解決以上問題的根本方法還是指導(dǎo)教師要精心選定畢業(yè)題目,使題目多元化,題目多來源于工廠、企業(yè)有實際背景的課題,讓學(xué)生在做畢業(yè)設(shè)計時有身臨其境的感覺,激發(fā)學(xué)生對專業(yè)設(shè)計的積極性,為此,指導(dǎo)教師應(yīng)該集思廣益,多方尋找畢業(yè)題目,可利用帶學(xué)生到企業(yè)進行生產(chǎn)實習(xí)、認識實習(xí)等機會,與工廠企業(yè)技術(shù)人員溝通,爭取獲得一些合適的題目,另一方面教師要結(jié)合自己的科研課題擬出一些畢業(yè)題目。
2如何激發(fā)學(xué)生參與畢業(yè)設(shè)計的熱情
目前學(xué)生普遍存在對畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)積極性不高的問題,通過調(diào)查分析,一部分學(xué)生對本專業(yè)不感興趣,將來也不愿意從事本專業(yè)方面的工作,另一部分打算將來考公務(wù)員或考特崗教師,所以,對畢業(yè)設(shè)計只是參與而沒有積極性,特別是在民族學(xué)生中這種現(xiàn)象普遍存在。針對這些問題,指導(dǎo)教師應(yīng)該從新疆大化工大石油的角度,特別是我國的能源建設(shè),從政策、資金等方面已向新疆傾斜的現(xiàn)實出發(fā),向?qū)W生講明本專業(yè)在新疆經(jīng)濟建設(shè)中的重要性,鼓勵學(xué)生去化工企業(yè)就業(yè),并向?qū)W生介紹新疆的化工企業(yè),從思想上轉(zhuǎn)變學(xué)生的就業(yè)觀,從而激發(fā)學(xué)生對本專業(yè)感興趣,進而提高對本專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的重視。如果條件允許,應(yīng)該請化工企業(yè)的技術(shù)人員到學(xué)校向?qū)W生做專業(yè)方面的宣講,讓學(xué)生聽一聽來自生產(chǎn)一線的最新信息。目前,在新疆境內(nèi)只有新疆大學(xué)開設(shè)有過程設(shè)備與控制工程本科專業(yè),每年畢業(yè)一個民族班一個漢族約60名學(xué)生,而新疆境內(nèi)的化工、石油、煤化工等國有及民營企業(yè)正不斷發(fā)展壯大,人才應(yīng)該是供不應(yīng)求。2014年新疆大學(xué)過程裝備與控制工程專業(yè)被評為新疆緊缺專業(yè),投入400萬元資金作為專業(yè)建設(shè)經(jīng)費,因此,不論從外部環(huán)境,還是從學(xué)校內(nèi)部環(huán)境,本專業(yè)的發(fā)展都有廣闊的前景。作為畢業(yè)設(shè)計教師應(yīng)該把這些優(yōu)勢向?qū)W生講清楚,教師本人也應(yīng)該身體力行,積極主動尋找有實踐背景的設(shè)計題目,使學(xué)生畢業(yè)后能迅速適應(yīng)企業(yè)的工作環(huán)境。
3校企聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)生的構(gòu)想
在實踐教學(xué)基礎(chǔ)上,應(yīng)該聘請企業(yè)工程人員與學(xué)校教師共同指導(dǎo)畢業(yè)生,使理論與實踐有機結(jié)合起來,課堂知識與實踐知識不至于產(chǎn)生脫節(jié),使學(xué)生的理論水平與實踐技能得到同步提高。如果畢業(yè)設(shè)計題目是源于生產(chǎn)實際的題目,企業(yè)指導(dǎo)教師提供的資料和文件都是企業(yè)經(jīng)過多方調(diào)研或從生產(chǎn)實踐總結(jié)的內(nèi)部資料,學(xué)生知道題目的真實性又與今后的工作有密切聯(lián)系,則會使學(xué)生更加熱愛真刀真槍地鍛煉,通過畢業(yè)設(shè)計可以深入企業(yè)調(diào)研和實踐,可大大提高學(xué)生的工程實踐能力。
4指導(dǎo)教師言行對學(xué)生選擇畢業(yè)設(shè)計的影響
我校過程裝備與控制工程專業(yè),每年由指導(dǎo)教師出畢業(yè)題目,再由學(xué)生選擇題目和指導(dǎo)教師,平時給學(xué)生印象較好的教師,比較容易得到學(xué)生的青睞,學(xué)生比較跟這類教師做畢業(yè)設(shè)計,相反,學(xué)生不太喜歡平時講課平淡或?qū)W(xué)生要求及其嚴格的教師,學(xué)生的這種心理是可以理解的,學(xué)生就怕設(shè)計不過關(guān),拿不上畢業(yè)證。因此指導(dǎo)教師應(yīng)該不斷提高自己的業(yè)務(wù)水平和改善自己的管理水平,做到為人師表,人性化管理,充分參與到學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計工作中,不能認為為難學(xué)生,特別是民族學(xué)生,由于漢語水平較低,普遍存在懼怕畢業(yè)設(shè)計的心理狀態(tài)。
5指導(dǎo)教師職稱職務(wù)對學(xué)生選擇畢業(yè)設(shè)計的影響
學(xué)生中普遍存在愿意選擇職稱高、學(xué)歷高的教師做為自己的指導(dǎo)教師的現(xiàn)象,我?;瘜W(xué)與化工學(xué)院過程裝備與控制工程專業(yè)目前有9名教師,其中副教授3名,講師4名,實驗員1名,學(xué)歷均為本科及碩士,總體來說,本教研室教師學(xué)歷和職稱偏低,所以,教師應(yīng)有一種緊迫感,爭取盡快晉升職稱,才能取得學(xué)生的進一步認可和信任,更好地為教學(xué)服務(wù)。
6總結(jié)
關(guān)鍵詞:過程裝備與控制工程;專業(yè)實驗;工程化教學(xué)
中圖分類號:G642.0?搖 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)09-0194-02
一、前言
“工程化”是指通過工程構(gòu)思、設(shè)計和制造,將知識形態(tài)的科學(xué)理論、概念、模型和規(guī)律轉(zhuǎn)變?yōu)槲锘癄顟B(tài)的商品過程[1],這不僅需要理論基礎(chǔ)知識、工程技術(shù)手段,還需要工程實踐能力和工程創(chuàng)新能力。為加強這方面的培養(yǎng),充分發(fā)揮實踐教學(xué)的優(yōu)勢,各高?;咀龇ㄊ前褜嶒炚n從依附在理論課中分離出來,按學(xué)科類別,獨立設(shè)課,整合為一門專業(yè)實驗課,這樣就在實驗教學(xué)管理上和教學(xué)目標上賦予了新的內(nèi)涵。教學(xué)管理上,可采用更加靈活多變的教學(xué)模式和豐富的教學(xué)內(nèi)容,開放實驗室,保證學(xué)生能夠在業(yè)余時間進行科學(xué)實踐活動;教學(xué)目標上,并不僅限于傳統(tǒng)教學(xué)中鞏固消化書本理論知識,還要更好地培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力和進行科學(xué)研究的工作能力。
二、專業(yè)實驗項目設(shè)置工程化
根據(jù)學(xué)科發(fā)展需求,結(jié)合學(xué)校本專業(yè)學(xué)科的特點和優(yōu)勢,以社會需求為導(dǎo)向,以素質(zhì)教育為支撐,以改革創(chuàng)新為動力,以強化能力培養(yǎng)為目標,面向基層,面向行業(yè),服務(wù)社會,培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才,構(gòu)建應(yīng)用型、創(chuàng)新型專業(yè)實驗平臺。靈活設(shè)置實驗內(nèi)容,減少驗證型實驗,增加綜合設(shè)計型實驗,實現(xiàn)實驗裝置向工程實際靠攏。尊重教學(xué)規(guī)律,保證實驗體系的完整性、系統(tǒng)性、連續(xù)性、獨立性。目前,我校過程裝備與控制工程(以下簡稱過控)專業(yè)實驗項目共設(shè)置16項,實驗內(nèi)容涵蓋了過控專業(yè)的主干知識。從類型上按模塊分為基礎(chǔ)驗證模塊、綜合設(shè)計模塊、探索研發(fā)模塊。從實驗要求上分為必做、選做,詳見表1。必做實驗6項,選做實驗至少2項。學(xué)生可根據(jù)興趣自主選擇,主張學(xué)生選擇綜合設(shè)計或探索性實驗?;A(chǔ)驗證模塊以驗證型實驗項目為主,主要訓(xùn)練基本實驗技能和實驗數(shù)據(jù)處理的能力,鞏固理解理論基礎(chǔ)知識及應(yīng)用,實驗內(nèi)容、目的和要求較為單一,實驗裝置功能少而單調(diào),如內(nèi)壓容器應(yīng)力測試實驗。綜合設(shè)計模塊的實驗項目,具有實驗裝置趨近工程化,實驗方案多樣性、實驗選擇自主性和實驗開放性,如精餾塔是過程工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的液相產(chǎn)品分離設(shè)備,同時,也是過程控制中最有代表性的多變量復(fù)雜工業(yè)系統(tǒng)。精餾塔性能測試與控制裝置是工業(yè)精餾塔的縮影,工程性強。對于該實驗裝置,學(xué)生可以選擇應(yīng)用多種控制方案,如單回路控制、串級控制、前饋控制、比值控制等常規(guī)控制方案與多回路、多變量解耦控制等復(fù)雜控制方案,具有實驗方案多樣性。該實驗裝置采用控制對象與控制裝置分離設(shè)計,用戶可根據(jù)需要自主選擇各種當代過程工業(yè)實際中應(yīng)用廣泛的控制裝置,可編程序控制系統(tǒng)PLC、集散控制系統(tǒng)DCS、基于工業(yè)以太網(wǎng)的控制系統(tǒng)EPA等,具有控制裝置選擇的自主性。學(xué)生既可以選擇預(yù)定的控制方案進行控制實驗,也可以自主搭建或開發(fā)新型的控制方案進行完全開放的實驗,結(jié)合該實驗裝置,也可做課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計,完成具有實際意義的學(xué)位論文工作,具有實驗方案的開放性,它是解決指導(dǎo)教師或自己提出的問題。探索研發(fā)模塊主要是研究開發(fā)性實驗,具有綜合設(shè)計模塊的特點,實驗項目是充分發(fā)揮利用教師科研資源,把部分科研實驗開放為專業(yè)實驗項目,學(xué)生可以參與教師科研科工作,并有機會接觸學(xué)科前沿知識,了解本領(lǐng)域的最新動態(tài),激發(fā)了學(xué)生對專業(yè)實驗的興趣。如超臨界CO2萃取植物有效成分、制備超細微粒等。
三、實驗教學(xué)模式工程化
1.通過模擬生產(chǎn)帶動實驗教學(xué)。在實驗表述、操作、數(shù)據(jù)處理上,緊密聯(lián)系生產(chǎn)實際,把實驗當成生產(chǎn)實際過程來處理,像熟悉生產(chǎn)裝置一樣,熟悉實驗裝置的工藝、設(shè)備、控制、原理、操作及注意事項,明確實驗操作步驟的目的。如換熱器性能綜合測試實驗,在介紹裝置時,結(jié)合過程裝備成套技術(shù)的內(nèi)容,讀懂裝置的管道儀表流程圖,熟悉工藝、測試儀表、管道附件,熟悉實驗裝置的核心部分――換熱器,結(jié)合學(xué)過的理論知識、實習(xí)和生產(chǎn)實際,引導(dǎo)學(xué)生思考換熱器的結(jié)構(gòu)類型及應(yīng)用、管程殼程適合走哪些流體等。實驗數(shù)據(jù)表明,當平均傳熱溫差在10℃左右的時候的換熱效率很低,提出工程上窄點溫差為何高于10℃,以此展開討論,引導(dǎo)學(xué)生制定下一步綜合性實驗方案。
2.把“失敗是成功之母”的理念貫穿實驗教學(xué)的始終。馬克思說過:“人要學(xué)會走路,也要學(xué)會摔跤。而且只有經(jīng)過摔跤,才能學(xué)會走路”,“科學(xué)沒有平坦的大路可走”。學(xué)生只有經(jīng)歷了工程方面的實際訓(xùn)練和挫折的磨煉,才可能成為具有創(chuàng)新能力的人才。專業(yè)實驗為學(xué)生搭建這樣的平臺,在教學(xué)組織上采取以學(xué)生為主體、教師為引導(dǎo),協(xié)助學(xué)生制定實驗方案,對于明顯的錯誤或涉及到安全的問題,采用啟發(fā)、探討式教學(xué)說明利害關(guān)系,引導(dǎo)制定合理實驗方案,對于不確定的且不涉及到安全的問題盡量讓學(xué)生大膽去試,實驗過程要全部記錄并寫入實驗報告,同時總結(jié)失敗的教訓(xùn)和成功的經(jīng)驗。教師要把“失敗是成功之母”的思想貫穿實驗教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生沿著科學(xué)家發(fā)明的足跡進行專業(yè)實驗,重視實驗過程、強化技能和培養(yǎng)能力,而不只是驗證結(jié)論。針對基礎(chǔ)驗證型實驗,避免純粹驗證實驗,適時列舉工程應(yīng)用的實例,引導(dǎo)學(xué)生知識為生產(chǎn)服務(wù)的工程教育理念,學(xué)生做完實驗后要思考其他可能的實驗方法,并利用實驗室開放時間得以驗證,成功與否不重要,只是驗證自己的想法是否正確,為后續(xù)實驗奠定基礎(chǔ)。綜合設(shè)計性,是學(xué)生利用所學(xué)知識,按要求(可自擬)、自行設(shè)計實驗方案、選擇實驗設(shè)備來完成數(shù)據(jù)觀測及其處理等實驗過程,最后得出結(jié)論。一般實驗前后都要開放。探索研發(fā)型實驗是要學(xué)生經(jīng)過實驗探索發(fā)現(xiàn)正確的試驗方法或結(jié)論。學(xué)生直接參與科研工作,培養(yǎng)學(xué)生獨立工作的能力。幾年來,教師承擔(dān)了一批國家級、省部級及橫向科研課題,在科學(xué)理論、應(yīng)用技術(shù)、知識自主創(chuàng)新、對外經(jīng)濟服務(wù)等方面取得重要研究成果。圍繞這些課題進行了大量的學(xué)生科技創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)計劃、科技作品、專業(yè)競賽、課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計,科技創(chuàng)新與畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合,保證學(xué)生學(xué)習(xí)知識的完整性、系統(tǒng)性、連續(xù)性以及學(xué)習(xí)積極性。使本專業(yè)50%以上的學(xué)生受益,取得良好的教學(xué)成果,近兩年本專業(yè)學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”競賽,獲得省級以上獎勵4項,參加全國化工設(shè)計大賽,獲得全國總決賽獎勵2項,東北賽區(qū)獎勵4項,學(xué)生選擇此類畢業(yè)論文有6項獲得優(yōu)秀成績。
四、建立實驗室開放制度和實驗考核制度
1.實驗室開放。實驗前后,實驗考核前都設(shè)有固定的實驗室開放時間,學(xué)生也可申請臨時開放,以保證學(xué)生實驗前預(yù)習(xí)、實驗后復(fù)習(xí)、拓展實驗和課外科技活動,給學(xué)生以想象的空間和時間。采用導(dǎo)師制,為學(xué)生走進實驗室進行課外科技活動進行指導(dǎo)等。
2.實驗考核。建立健全考核體系與考核制度,注重實驗過程,強化能力培養(yǎng),減少應(yīng)試實驗考核分值,增大實驗過程分值。每項實驗預(yù)習(xí)成績占20%,操作占40%,數(shù)據(jù)處理及實驗報告占20%;最后考核占20%。
五、師資隊伍建設(shè)
高素質(zhì)的師資隊伍,是提高實踐教學(xué)的基本保證。鼓勵教師積極投身教學(xué)、教研、科研工作,有效開展教研活動,有序組織教師參加各種實踐技能培訓(xùn),堅持教學(xué)與科研、理論與實踐、學(xué)校與企業(yè)“三結(jié)合”,走產(chǎn)學(xué)研發(fā)展道路,使教師隊伍在教學(xué)科研、培訓(xùn)學(xué)習(xí)、實踐中鍛煉成長。
在購置教學(xué)實驗設(shè)備時,兼顧科研方面的需求,同時將部分科研實驗開放為專業(yè)實驗項目。這樣教學(xué)實驗和科研實驗緊密結(jié)合,相互促進,提高了高水平教師對實驗教學(xué)的熱情投入度,加強了實驗教學(xué)隊伍建設(shè)。
通過幾年的教學(xué)實踐,教學(xué)效果明顯改善,學(xué)生和教師對實驗課的學(xué)習(xí)與教學(xué)積極性明顯提高。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:安全工程;化工安全;實踐教學(xué)
1我校安全工程本科專業(yè)特點
1.1不同高校安全工程專業(yè)的行業(yè)背景
國內(nèi)開辦安全工程本科專業(yè)的高校很多,各高校安全工程專業(yè)一般具有典型的行業(yè)背景。調(diào)研發(fā)現(xiàn),安全工程行業(yè)背景涵蓋礦山安全[6-7]、冶金安全、石油安全[8]、化工安全[9]、機械安全、交通安全、城市公共安全、農(nóng)業(yè)安全[10]、建筑安全等。各高校在制定專業(yè)人才培養(yǎng)方案時,會綜合考慮行業(yè)背景和培養(yǎng)定位,制定符合人才發(fā)展的培養(yǎng)方案。
1.2我校安全工程專業(yè)的行業(yè)背景
我校安全科學(xué)與工程學(xué)科從1988年起開始招生安全類碩士,培養(yǎng)以化工安全為行業(yè)背景的研究生。2006年開始招收安全工程專業(yè)學(xué)位碩士。2010年開始設(shè)置安全工程本科專業(yè)。這種先學(xué)科、后專業(yè)的建設(shè)思路決定了我校安全工程本科專業(yè)具有顯著的化工安全行業(yè)背景。
1.3國內(nèi)對化工安全人才的迫切需求
近年來,雖然國內(nèi)化工安全生產(chǎn)形勢呈現(xiàn)總體較好的態(tài)勢,但是事故總量依然很大,重特大化工事故未得到有效遏制。據(jù)國家安全監(jiān)督管理總局披露,僅2017年就發(fā)生了203起化工行業(yè)事故,死亡238人?;な鹿实牟粩喟l(fā)生,凸顯了化工安全技術(shù)及管理人才的嚴重不足。尤其是現(xiàn)有的安全工程人才培養(yǎng)模式,知識結(jié)構(gòu)單一,化工人才不懂安全、安全人才不懂化工,真正既懂化工、又能掌握安全的復(fù)合型化工安全人才,是目前國內(nèi)化工行業(yè)的迫切需求[11-12]。針對此需求,我校在已有化工安全人才培養(yǎng)計劃的基礎(chǔ)上,更加深入健全化工安全人才培養(yǎng)體系,注重應(yīng)用型、復(fù)合型人才培養(yǎng)。
2以化工安全為特色的安全工程實踐培養(yǎng)模式
2.1培養(yǎng)方案中實踐環(huán)節(jié)的制定
所謂化工安全,指的是化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)工程、化工生產(chǎn)過程中的安全問題?;ぐ踩哂谢A(chǔ)性、綜合型特點,不僅涉及安全工程的主要基礎(chǔ)問題,還兼具燃燒、爆炸、有毒等與介質(zhì)風(fēng)險相關(guān)的問題,以及與過程裝備可靠性有關(guān)的問題。因此,在以化工安全為特色的安全工程專業(yè)培養(yǎng)方案實踐環(huán)節(jié)的制定上,必須綜合考慮安全與化工(化學(xué)工程、化學(xué)工藝等)、安全與化機(化工機械等)的有機結(jié)合。我校在制定安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案時,參考了安全科學(xué)與工程學(xué)科定位,即“瞄準國家重大需求,以反應(yīng)性物質(zhì)的安全技術(shù)為起源,以過程安全、化工安全、管理安全為應(yīng)用基礎(chǔ)平臺,形成以過程工業(yè)和石油化工行業(yè)為鮮明背景的特種過程裝備安全技術(shù)、工業(yè)爆炸及其防治理論與技術(shù)、危險性辨識與災(zāi)害反演評估技術(shù)為核心的化工安全學(xué)科特色和專業(yè)優(yōu)勢”。經(jīng)過總結(jié)教學(xué)實踐經(jīng)驗并開展討論,以化工安全為特色的安全工程專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié),將化工安全教育貫穿于安全工程本科4年的各個實踐環(huán)節(jié)中,達到系統(tǒng)且循序漸進的教學(xué)效果。除了工科院校普遍設(shè)置的工程訓(xùn)練、機械設(shè)計課程設(shè)計、測試技術(shù)實驗等實踐環(huán)節(jié)外,我校的其他實踐環(huán)節(jié)均融入了化工安全教學(xué),詳細介紹如下。
2.2認識實習(xí)環(huán)節(jié)
認識實習(xí)課程是培養(yǎng)工科學(xué)生對后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)課程建立工程感性認識、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)[13],設(shè)置在大二下學(xué)期,學(xué)時為1周。我校安全工程專業(yè)認識實習(xí)與化工大類專業(yè)如化學(xué)功能、化學(xué)工藝、工程裝備與控制工程、環(huán)境與生命等專業(yè)同標準、同檔次開展。同時,對安全工程專業(yè)的學(xué)生,在校內(nèi)認識實習(xí)課程中增加關(guān)于工藝安全與設(shè)備安全的相關(guān)內(nèi)容,一方面增強學(xué)生對安全的認識,同時也更加注重培養(yǎng)學(xué)生對化工行業(yè)的理解。
2.3生產(chǎn)實習(xí)環(huán)節(jié)
生產(chǎn)實習(xí)是工科學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握所學(xué)的理論知識與生產(chǎn)實際相結(jié)合的課程,也是學(xué)習(xí)專業(yè)方向模塊課程的實踐基礎(chǔ)課程,設(shè)置在大三下學(xué)期,學(xué)時為3周,一般采用駐廠的方式開展。我校安全工程的生產(chǎn)實習(xí)與化工機械大類本科生同時開展,實習(xí)廠家一般安排在化機廠、化工廠等實踐基地?;な且婚T實踐性很強的學(xué)科,只有深入工廠內(nèi)學(xué)習(xí)工藝及設(shè)備安全,才能對化工安全有深刻的理解與感悟。
2.4化工工藝及設(shè)備課程設(shè)計環(huán)節(jié)
我校安全工程專業(yè)的學(xué)生,在大三下學(xué)期、大四上學(xué)期會開展兩次化工工藝與設(shè)備課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)。第一次是典型化工結(jié)構(gòu)如塔、換熱器的工藝設(shè)計,為期2周;第二次是典型化工設(shè)備如塔、換熱器的機械設(shè)計,為期3周。通過這兩次課程設(shè)計,使本科生熟練掌握化工工藝及設(shè)備相關(guān)的工藝安全、設(shè)備強度及穩(wěn)定性安全內(nèi)容,為從事化工安全技術(shù)工作提供支撐。
2.5安全工程專業(yè)實驗環(huán)節(jié)
安全工程專業(yè)實驗范圍廣泛,不同行業(yè)背景下安全工程專業(yè)實驗設(shè)置有很大不同。經(jīng)過最終討論,我校以化工安全為背景的安全工程本科專業(yè)實驗課程凸顯火災(zāi)、爆炸、反應(yīng)過程等內(nèi)容,設(shè)置了閃點燃點測試實驗、最大實驗安全間隙測定實驗、氣體及粉塵爆炸特性測定實驗、放熱反應(yīng)失控特性測試實驗、氣相爆燃及爆轟波傳播實驗、氣體及粉塵云火焰?zhèn)鞑バ袨閷嶒灐⒓毸F抑制爆炸特性實驗、壓力容器超壓泄放實驗等。經(jīng)過開展專業(yè)實驗,使學(xué)生對化工行業(yè)火災(zāi)、爆炸、反應(yīng)安全有較深的理解,同時能夠從事相關(guān)的實驗操作,培養(yǎng)實驗技能。
2.6畢業(yè)設(shè)計(論文)環(huán)節(jié)
畢業(yè)設(shè)計(論文)是教學(xué)過程的最后階段采用的一種總結(jié)性的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),設(shè)置在大四下學(xué)期,為期15周。我校采用如下兩個措施實現(xiàn)化工安全人才的培養(yǎng)。(1)安全工程學(xué)生與化工機械大類專業(yè)學(xué)生混合開展畢業(yè)設(shè)計。即在整個選題、選導(dǎo)師、開展過程,均有具有化工背景的化工機械大類專業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)。畢業(yè)論文題目均與化工機械相關(guān),這樣保證了安全工程學(xué)生對化工知識的有效應(yīng)用及鍛煉。(2)聘請部分校外化工企業(yè)的校外導(dǎo)師指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計選題來源于工程實踐,具有非常顯著的化工行業(yè)背景。通過這種方式,進一步提高學(xué)生的知識運用水平。
3我校安全工程專業(yè)就業(yè)方向
我校2010年開始招收安全工程本科生,迄今為止已經(jīng)畢業(yè)了4屆學(xué)生。除了繼續(xù)考研或出國深造的學(xué)生外,就業(yè)的學(xué)生廣泛就職于石油、石化、海油、化工機械、核電等具有化工行業(yè)背景的企業(yè),以及相關(guān)的檢驗檢測機構(gòu)。同時,我校會通過定期會談、電話溝通等方式保持與用人單位的聯(lián)系,經(jīng)反饋用人單位普遍對畢業(yè)生的技術(shù)能力給予了好評。
1.1各課程設(shè)計單獨開展,之間缺乏必要的聯(lián)系
以往課程設(shè)計的開展,分別在各課程結(jié)束時,作為一個總結(jié)性和綜合性的教學(xué)環(huán)節(jié)來進行,不同學(xué)期、不同設(shè)計內(nèi)容、不同課程間獨立開展,導(dǎo)致相互之間缺乏必要的聯(lián)系,學(xué)生進行的只是局部的訓(xùn)練,缺乏一個整體的概念。比如在化工原理課程設(shè)計時,學(xué)生對化工制圖、材料、設(shè)備的強度計算、各設(shè)備元件的選擇與設(shè)計及標準不是特別清晰,最后所得的工藝及工藝尺寸計算數(shù)據(jù)甚至被棄之一旁;而在化工設(shè)備課程設(shè)計時,則需要對化工工藝問題有一個整體把握,依據(jù)計算所得工藝參數(shù)及工藝尺寸來指導(dǎo)設(shè)備設(shè)計與選型,這些都要用到化工原理和化工工藝學(xué)的知識。
1.2各課程設(shè)計的時間安排較短,學(xué)生倉促而就
這四門課程作為化工類課程的重要組成,其教學(xué)內(nèi)容繁重,在課程結(jié)束時留給課程設(shè)計的時間就顯得極為有限。而每門課程設(shè)計對學(xué)生來說其工作量都是極大的,且對于化工類學(xué)生來說又都是極其重要的,是學(xué)以致用、理論結(jié)合工程實際的重要一環(huán)。在短短的1~2周的課程設(shè)計期間,教師首先要下達設(shè)計任務(wù)書(布置設(shè)計任務(wù)),而后進行設(shè)計課程的專題指導(dǎo)和答疑工作。接著學(xué)生要查閱、搜集相關(guān)文獻資料及實際工程信息,準備相關(guān)化工標準、手冊以備隨時查閱。設(shè)計期間學(xué)生要完成的工藝流程圖和主設(shè)備圖各一張、復(fù)雜設(shè)備的不同視圖、若干零件圖及一份詳細的設(shè)計說明書(包括設(shè)計工藝核算、設(shè)備設(shè)計及各零件計算)。學(xué)生要在短期內(nèi)完成這一系列任務(wù),時間倉促,難以對設(shè)計內(nèi)容整體把握和系統(tǒng)思考,對于設(shè)計細節(jié)考慮不周,導(dǎo)致略微改動已有圖樣的情況有之,原圖照抄照搬情況亦有之,完全沒有達到課程設(shè)計與實際結(jié)合的訓(xùn)練目的。
1.3獨立課程設(shè)計內(nèi)容單薄,系統(tǒng)綜合性差
由于要考慮時間安排的限制,以往的課程設(shè)計會選取化工單元操作的一小部分作為設(shè)計任務(wù),以達到任務(wù)量與時間安排的匹配。這往往影響了學(xué)生對于化工生產(chǎn)過程整體性與系統(tǒng)性的掌握,在設(shè)計過程中難免會“一葉障目不見泰山”,難以加強學(xué)生在化工生產(chǎn)基本原理、工藝流程設(shè)計、單元操作設(shè)備及核算方法等方面的綜合素質(zhì)。以上問題影響了實際教學(xué)效果的強化提高,難以達到化工課程設(shè)計學(xué)以致用、由理論入實際化工生產(chǎn)過程、培養(yǎng)創(chuàng)新型化工人才的目的。
2整合四門課程設(shè)計,設(shè)立化工專業(yè)綜合課程設(shè)計的可行性
2.1設(shè)立化工專業(yè)綜合課程的必要性
化工原理、化工設(shè)備、化工制圖和化工工藝學(xué)作為化工專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程,其側(cè)重點不同,但在實際設(shè)計中緊密聯(lián)系?;すに噷W(xué)主要研究原料化學(xué)反應(yīng)的過程和方法[4],從化工熱力學(xué)、動力學(xué)的角度分析反應(yīng)原理、反應(yīng)影響因素,據(jù)此確定其工藝條件;并據(jù)反應(yīng)特點設(shè)計工藝流程?;ぴ韯t是以單元操作為對象,講述其能量傳遞、動量傳遞、物質(zhì)傳遞的基本原理,以及其操作過程對管道、容器設(shè)備等的條件要求,為設(shè)計部門提供參考依據(jù)。這兩門課講述的是化工工藝方面的知識?;ぴO(shè)備課程的主要內(nèi)容是介紹單元操作中所用設(shè)備及其設(shè)計過程[5]、設(shè)計方法,這些設(shè)備的結(jié)構(gòu)、形式、尺寸直接決定了它們是否能達到工藝設(shè)計中所要求的條件參數(shù)。也就是說工藝設(shè)計以及工藝核算是化工設(shè)備設(shè)計的前提,化工設(shè)備設(shè)計又是保障工藝條件實現(xiàn)的基礎(chǔ),而化工制圖是化工設(shè)備設(shè)計的直接手段。首先根據(jù)化工工藝學(xué)確定生產(chǎn)工藝,再由化工原理的知識進行選型論證后,經(jīng)過工藝核算確定設(shè)備的型號,最后依據(jù)化工設(shè)備的知識并借助化工制圖的手段拿出設(shè)備圖。由此可看出,四門課程的緊密聯(lián)系及其不可分割性,完成任何一個獨立的課程設(shè)計都要交叉運用這四門課程所學(xué)知識,這就為整合四門課程設(shè)計提供了基礎(chǔ)。
2.2時間安排集中,各科教師聯(lián)合指導(dǎo),避免短板,可極大提高教學(xué)實踐效果
本校慣例,課程設(shè)計一般安排在每門課程結(jié)束之時,結(jié)課考試之前,時間短而分散,各科任課老師“各自為戰(zhàn)”,如此倉促的開展課程設(shè)計其教學(xué)效果大打折扣。整合四門課程,設(shè)置化工綜合課程設(shè)計后,時間可由原來的2周改為6周。課程設(shè)計時間大大延長,學(xué)生有充足的時間和精力來認真、從容、細致地對所學(xué)四門課程用課程設(shè)計的方式做一次有系統(tǒng)、有目的的大總結(jié),避免了學(xué)生因時間緊而倉促開始草草收場的應(yīng)付現(xiàn)象。整合開展化工類專業(yè)綜合課程設(shè)計還便于四門課程教師開展協(xié)同教學(xué)、互補教學(xué),彌補了化工原理、化工工藝老師對設(shè)備、制圖方面的不足,化工設(shè)備、制圖老師對工藝設(shè)計的生疏。在學(xué)生遇到問題時可及時有效地給予更專業(yè)、更全面的解答,極大的提高課程設(shè)計的效率和教學(xué)效果,真正地實現(xiàn)在課程設(shè)計實踐中提高學(xué)生能力的目的。
2.3課程設(shè)計選題的針對性更強,學(xué)生課程設(shè)計訓(xùn)練的系統(tǒng)性更強
整合后,課程設(shè)計任務(wù)書的編寫與下達可由四科教師共同討論,綜合考慮來完成??梢杂心康牡倪x取設(shè)計對象,對學(xué)生進行側(cè)重訓(xùn)練;也可根據(jù)實際應(yīng)用,靈活設(shè)置課題。在設(shè)計中引導(dǎo)學(xué)生深入思考,綜合考量自己所做設(shè)計的可靠性、經(jīng)濟性和實際可行性。指導(dǎo)學(xué)生正確使用設(shè)計行業(yè)的規(guī)范和標準,準確查閱設(shè)計手冊和資料。這可有效的避免以前課程設(shè)計選題的隨意性與設(shè)計過程的不完整性,使學(xué)生在了解生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)上,進行塔設(shè)備的設(shè)計和換熱器(泵)選型,然后立即對該塔設(shè)備和換熱器(泵)進行強度校核及圖紙繪制,同時引入計算機編程、AutoCAD等軟件鍛煉學(xué)生利用計算機解決問題的能力,使學(xué)生經(jīng)歷一次完整的化工單元操作設(shè)計的全過程,有機會將所學(xué)知識得以實際綜合應(yīng)用,為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計及走上工作崗位打下堅實的實踐基礎(chǔ),并使學(xué)生深刻理解化工原理課程的工程性、實踐性和應(yīng)用價值。
2.4可協(xié)調(diào)四門課程與其它課程的開設(shè)時間及授課內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性
考慮到學(xué)生對課程知識的遺忘性,有必要協(xié)調(diào)四門課程的開設(shè)時間,將四門課程調(diào)整到同一個學(xué)期來開設(shè),在該學(xué)期結(jié)束時統(tǒng)一時間開展課程設(shè)計,這對于化工專業(yè)的課程設(shè)置來說是完全可行的。在授課內(nèi)容上,平時的授課中可有意強化課程間的聯(lián)系,增強學(xué)生的綜合思考意識。
3結(jié)語