發(fā)布時(shí)間：2023-09-08 17:06:25
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的化學(xué)反應(yīng)工程研究方法樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
[關(guān)鍵詞] 化學(xué)反應(yīng)工程；教學(xué)改革；教學(xué)方法
化學(xué)反應(yīng)工程是精細(xì)化工專業(yè)一門必修的，建立在數(shù)學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科及物理化學(xué)、化工熱力學(xué)、化工傳遞過(guò)程等知識(shí)領(lǐng)域，內(nèi)容新穎而難點(diǎn)較多的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能掌握化學(xué)反應(yīng)工程最基本的原理和計(jì)算方法，能夠理論聯(lián)系實(shí)際，提高對(duì)工業(yè)反應(yīng)器進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析能力。
面對(duì)這樣一門課程，必須讓學(xué)生能系統(tǒng)掌握本課程的內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容較為合理，并在教學(xué)方法和手段方面進(jìn)行改革，力求把化學(xué)反應(yīng)工程基本觀點(diǎn)與實(shí)際緊密聯(lián)系起來(lái)，現(xiàn)介紹該課程教學(xué)中的幾點(diǎn)體會(huì)。
1 闡明化學(xué)反應(yīng)工程課程地位，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
化學(xué)工程與工藝專業(yè)的核心知識(shí)可概括為“三傳一反”，“反”是核心。對(duì)各種不同類型反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與分析正是化學(xué)反應(yīng)工程課程的主要內(nèi)容。因此要讓學(xué)生懂得該課程的重要地位，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。一旦他們能認(rèn)識(shí)到該課程的重要性，就會(huì)自覺地下功夫?qū)W習(xí)，主動(dòng)克服學(xué)習(xí)中遇到的困難。目前碩士研究生入學(xué)考試只考化工原理，并不是意味著它沒有化工原理課程重要，主要由于化學(xué)反應(yīng)工程課程難度較大，一些重點(diǎn)高校在碩士研究生復(fù)試時(shí)要加試化學(xué)反應(yīng)工程，這也可激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性。
2 教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)的改革
在準(zhǔn)確把握化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科總體框架和教學(xué)中心的基礎(chǔ)上，課程強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)、基本理論和基本方法和專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)性，因?yàn)榛A(chǔ)理論不扎實(shí)，會(huì)限制學(xué)生解決問(wèn)題能力的發(fā)揮與創(chuàng)新；同時(shí)強(qiáng)調(diào)工程應(yīng)用能力的訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)與其他課程，如數(shù)值計(jì)算、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、化工原理、傳遞現(xiàn)象、催化原理和計(jì)算機(jī)技術(shù)等的銜接、貫通。因此，這門課的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生綜合利用所學(xué)的知識(shí)來(lái)解決工業(yè)反應(yīng)器設(shè)計(jì)問(wèn)題。為此，在組織教學(xué)過(guò)程中，要求學(xué)生在課下認(rèn)真復(fù)習(xí)所需的基礎(chǔ)知識(shí)。
在教材選擇上，精心挑選精細(xì)化工專業(yè)適合的教材，以許志美的《化學(xué)反應(yīng)工程原理》為主，以李紹芬的《反應(yīng)工程》、陳甘裳的《化學(xué)反應(yīng)工程》、朱炳辰的《化學(xué)反應(yīng)工程》等為輔來(lái)講授，將當(dāng)今世界上最流行的英文教材如Levenspiel主編的《Chemical Reaction Engineering》為參考來(lái)組織教學(xué)，同時(shí)將最新的科學(xué)研究成果融入課堂教學(xué)，如膜反應(yīng)器等。
3 教學(xué)方法和手段的改革
鑒于本課程涉及的工程數(shù)學(xué)知識(shí)較多，且要求有一定的邏輯思維能力，課堂講授的內(nèi)容和方法必須適當(dāng)。在講授每一章時(shí)都應(yīng)該利用幾分鐘的時(shí)間將本章加以概括。同時(shí)，注意將課程體系進(jìn)行系統(tǒng)化處理，教學(xué)內(nèi)容包括：反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、釜式反應(yīng)器、管式反應(yīng)器、停留時(shí)間分布與反應(yīng)器的流動(dòng)模型、多相系統(tǒng)中的化學(xué)反應(yīng)與傳遞現(xiàn)象、多相催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與分析等。建立物料衡算式、能量衡算式和動(dòng)量衡算式這三類方程的依據(jù)分別是質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律是各類反應(yīng)器章節(jié)的基本內(nèi)容。學(xué)生若能抓住各類反應(yīng)器設(shè)計(jì)與分析的最基本的內(nèi)容，就能從總體上掌握化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科的知識(shí)體系。
對(duì)于那些學(xué)生用現(xiàn)有知識(shí)無(wú)法解決的問(wèn)題，如數(shù)值積分中的Simpson法，教會(huì)學(xué)生使用多種手段進(jìn)行解決，如程序設(shè)計(jì)、Excel計(jì)算、Origin繪圖及MatLab計(jì)算等實(shí)用方法。平時(shí)的作業(yè)也直接在計(jì)算機(jī)完成，然后直接發(fā)至主講教師的電子郵箱，實(shí)現(xiàn)了無(wú)紙化作業(yè)。同時(shí)上課過(guò)程中注意制造懸念，促進(jìn)學(xué)生思考，復(fù)習(xí)舊知識(shí)，提出新問(wèn)題，讓學(xué)生處于索取狀態(tài)，刺激學(xué)生的大腦興奮，主動(dòng)想去獲取問(wèn)題答案。
化學(xué)反應(yīng)工程中有很多的圖表說(shuō)明、例題演算等，一般情況一節(jié)課需7～8個(gè)黑板版面，這就需要利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行演示。而且利用生動(dòng)的動(dòng)畫來(lái)模擬事物的變化過(guò)程，說(shuō)明科學(xué)原理，將一些抽象、復(fù)雜的內(nèi)的合成與應(yīng)用容具體化，便于學(xué)生理解和掌握。但是，對(duì)于一些難度較大的內(nèi)容，由于學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)參差不齊，其過(guò)程推導(dǎo)還需要用板書的形式進(jìn)行，由淺入深，可引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)推導(dǎo)的方法、思路，也便于學(xué)生記錄筆記。
4 考核方式的改革
關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)；研究發(fā)展；環(huán)境保護(hù)；應(yīng)用
1、綠色化學(xué)的基本概念
綠色化學(xué)是利用化學(xué)原理來(lái)防止污染的一門學(xué)科，也稱環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)，在綠色化學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的技術(shù)稱為綠色技術(shù)、環(huán)境友好技術(shù)或清潔生產(chǎn)技術(shù)。綠色化學(xué)的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)“零”排放，不產(chǎn)生污染。綠色化學(xué)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程來(lái)說(shuō)，包括節(jié)約原材料和能源、淘汰有毒原料、減降廢物的數(shù)量和毒性。 綠色化學(xué)通過(guò)改變化學(xué)品或生產(chǎn)過(guò)程的內(nèi)在本質(zhì)，來(lái)減少或消除有害物質(zhì)的使用或產(chǎn)生，是非常科學(xué)的，是化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。
2、綠色化學(xué)的原則
綠色化學(xué)經(jīng)過(guò)先驅(qū)者10多年的研究與探索，總結(jié)出了綠色化學(xué)的一些理論和原則，為綠色化學(xué)的今后研究工作奠定了墓礎(chǔ)。P.T .A nastas和J.C. W aner提出的12條綠色化學(xué)的原則目前為國(guó)際化學(xué)界所公認(rèn)，它反映了近年來(lái)在綠色化學(xué)領(lǐng)域中所開展的多方面的研究工作內(nèi)容，同時(shí)也指明了未來(lái)發(fā)展綠色化學(xué)的方向。
3、綠色化學(xué)主要研究?jī)?nèi)容
綠色化學(xué)的研究主要是圍繞化學(xué)反應(yīng)、原料、催化劑、溶劑和產(chǎn)品的綠色化開展的，具體包括：新合成方法和路線的研究，特別是新型催化劑和催化過(guò)程的研究；新化學(xué)原料的研究，包括生物質(zhì)資源的沽凈轉(zhuǎn)化和綜合利用；新反應(yīng)條件及過(guò)程的研究，包括對(duì)超臨界流體、環(huán)境無(wú)害的介質(zhì)等的研究；綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和研制的研究。
4、綠色化學(xué)的主要研究對(duì)象
4.1 原料的綠色化
現(xiàn)有的化工生產(chǎn)中，仍有不少產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中使用著劇毒原料。為了確保環(huán)境安全和人類的健康，尋找無(wú)毒、無(wú)害的原料來(lái)生產(chǎn)人類所需的化工產(chǎn)品，是十分必要的。
4.2 化學(xué)反應(yīng)的綠色化
提高化學(xué)反應(yīng)效率符合化學(xué)反應(yīng)綠色化的要求，化學(xué)反應(yīng)的綠色化包括 （1）原子經(jīng)濟(jì)性。即最大限度地利用原料和最大限度地減少?gòu)U物的排放，減少環(huán)境污染。 （2）反應(yīng)的選擇性?；瘜W(xué)反應(yīng)的選擇性包括位置選擇性、化學(xué)選擇性和立體選擇性。
4.3 產(chǎn)品的綠色化
產(chǎn)品的綠色化是綠色化學(xué)的關(guān)鍵部分，其實(shí)質(zhì)就是大力研制并且提供人身更安全的環(huán)境友好型化工產(chǎn)品，如新的海洋生物防垢劑、THPS殺菌劑、滅火制冷劑、二?；職⑾x劑等?？山到馑芰稀h(huán)境友好農(nóng)藥、綠色燃料、綠色涂料、CFCs替代物等等都是很有發(fā)展前景的綠色產(chǎn)品，隨著技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的產(chǎn)品將會(huì)取代原來(lái)的對(duì)環(huán)境有害的產(chǎn)品。
4.4 催化劑的綠色化
目前在許多化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)工藝中，常采用對(duì)設(shè)備腐蝕較大，污染環(huán)境、危害人體健康和社會(huì)安全的化學(xué)原材料作為催化劑，目前圍繞催化劑的綠色化展開的研究主要有：仿酶催化劑、固體酸催化、水溶性有機(jī)金屬配合催化劑及多相催化體系。
4.5 溶劑的綠色化
溶劑在化學(xué)品生產(chǎn)過(guò)程中，廣泛的用做反應(yīng)分離的介質(zhì)或用做清洗劑。當(dāng)前廣泛使用的溶劑是揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC），其在使用過(guò)程中有的會(huì)引起地面臭氧的形成，有的會(huì)引起水源污染。
4.6 化學(xué)設(shè)計(jì)的綠色化
化學(xué)設(shè)計(jì)的綠色化是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助的綠色化學(xué)設(shè)計(jì)。其做法是：首先建立一個(gè)盡可能全的化學(xué)反應(yīng)的資料庫(kù)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行可能的化學(xué)反應(yīng)的組合；其次確定目標(biāo)產(chǎn)物和可能采用的原料；第三讓計(jì)算機(jī)找出能生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物的反應(yīng)及所需原料，第四以上一步的原料為目標(biāo)產(chǎn)物再做搜尋，找出該目標(biāo)產(chǎn)物的合成反應(yīng)原料，直到得出預(yù)定的原料；最后比較各條可能的反應(yīng)路線的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性及環(huán)境效應(yīng)，從中選出最佳途徑。
4.7 合成技術(shù)的綠色化
合成技術(shù)的綠色化是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的，其宗旨是要減少有毒有害物質(zhì)的使用，該技術(shù)采用一些特別的非傳統(tǒng)的化學(xué)方法，獲得多種環(huán)境效果，改善產(chǎn)品的選擇性，降低單位產(chǎn)品的能耗。其中電化學(xué)發(fā)是新世紀(jì)潔凈技術(shù)的重要方法，該方法在化學(xué)反應(yīng)中無(wú)需使用有毒有害試劑，而且還可以使反應(yīng)在常溫、常壓下進(jìn)行，所以，電化學(xué)方法在潔凈合成中個(gè)有獨(dú)特的魅力。
5、綠色化學(xué)的新技術(shù)和新工藝
5.1 催化技術(shù)
催化劑，不僅可以加速反應(yīng)的過(guò)程，極大地改善化學(xué)反應(yīng)的選擇性和提高轉(zhuǎn)化率，提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本，而且能從根本上減少或消除副產(chǎn)物的產(chǎn)生，減少污染，最大限度地利用各種資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，這是綠色化學(xué)研究所追求的目標(biāo)。
5.2 生物技術(shù)
生物技術(shù)被認(rèn)為是21世紀(jì)最具有發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)之一，是當(dāng)代科學(xué)的高新技術(shù)，生物技術(shù)在醫(yī)藥、食品、能源、冶金、化工、精細(xì)化學(xué)品的制造等方面具有廣泛的應(yīng)用。它的最大特點(diǎn)在于能充分利用生物質(zhì)資源，節(jié)約能源，易于實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，而且可以實(shí)現(xiàn)一般化工技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的化工過(guò)程。生物技術(shù)主要包括：基因工程、細(xì)胞工程、酶工程和微生物工程。
5.3 超聲技術(shù)
超聲技術(shù)，即聲化學(xué)，它是聲學(xué)和化學(xué)的交叉滲透而產(chǎn)生的一門新興交叉學(xué)科。聲化學(xué)能改變反應(yīng)的進(jìn)程，提高反應(yīng)的選擇性，增加化學(xué)反應(yīng)的速率和產(chǎn)率，降低能耗和較少?gòu)U物的排放，因此聲化學(xué)技術(shù)作為一種安全無(wú)害的“綠色技術(shù)”，在合成化學(xué)中具有廣泛的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞 化工反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；實(shí)驗(yàn)技能
中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671-489X(2012)12-0117-03
Reform and Practice in Teaching Chemical Reaction Engineering Experiment//Yang Yaping1, Chen Ruijie1, Lu Chun’e2
Abstract By means of the course status analysis, this article describes specific practices of reform on equipment development and improvement, teaching content, teaching methods, assessment methods of Chemical Reaction Engineering experiment in Southeast University Chengxian College. Practice shows that the reform will help improve the skills in organic synthesis experiments and overall quality of students, ensure the improvement of teaching quality.
Key words chemical reaction engineering experiment; teaching reform; skills in experiment
Author’s address
1 Department of Chemical and Pharmaceutical Engineering of Southeast University, Chengxian College,
Nanjing, China 210088
2 School of Chemistry and Chemical Engineering of Southeast University, Nanjing, China 211189
化學(xué)反應(yīng)工程是化學(xué)工程的一個(gè)分支，簡(jiǎn)稱反應(yīng)工程，于20世紀(jì)50年代才開始逐漸形成?；瘜W(xué)反應(yīng)工程課程是一門綜合性、工程性和理論性都很強(qiáng)的課程，既有工程問(wèn)題的共性特點(diǎn)，又有工藝過(guò)程的個(gè)性特征。本課程要求學(xué)生有較為扎實(shí)的物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、工程數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)。化學(xué)反應(yīng)工程課程教學(xué)內(nèi)容覆蓋基本理論、實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，與化學(xué)反應(yīng)工程理論課程相配套的實(shí)驗(yàn)課程化工反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)，是一門化學(xué)工程與工藝專業(yè)高年級(jí)化工類專業(yè)實(shí)驗(yàn)的必修課[1-3]。本實(shí)驗(yàn)課程根據(jù)化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，以動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)定量計(jì)算、實(shí)驗(yàn)技能和設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生牢固的工程觀點(diǎn)，使學(xué)生對(duì)化工生產(chǎn)中常用的反應(yīng)器有一個(gè)深層次的了解。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)理論分析解決各種實(shí)際工程問(wèn)題的能力，為化工行業(yè)培養(yǎng)具有科研、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐等方面需要的專業(yè)人才。
1 化工反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)課程的現(xiàn)狀與分析
東南大學(xué)成賢學(xué)院是一所以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的獨(dú)立學(xué)院，化工與制藥工程系自2007年建系以來(lái)，化工反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)一直作為化學(xué)工程與工藝專業(yè)高年級(jí)學(xué)生的必修課，是有機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)和化工原理四大化學(xué)課程的一個(gè)延伸與拓展。目前，化工與制藥工程系化工反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)引進(jìn)6套實(shí)驗(yàn)裝置，主要開設(shè)了與設(shè)備相對(duì)應(yīng)的6個(gè)實(shí)驗(yàn)，分別是乙苯脫氫制苯乙烯、甲苯氧化制苯甲酸、變壓吸附制富氧、非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定、單多釜提留時(shí)間分布及萃取精餾實(shí)驗(yàn)。所有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器全部采購(gòu)于某高校，每臺(tái)實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)應(yīng)一個(gè)固定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，受儀器設(shè)備臺(tái)數(shù)條件的限制，同時(shí)設(shè)備中存在部分設(shè)計(jì)的局限性，使得反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)始終停留在原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容上，在實(shí)驗(yàn)大綱和內(nèi)容上基本沿用了該高校的教學(xué)大綱和教學(xué)管理模式，沒有任何突破和改進(jìn)。
考慮到學(xué)校人才培養(yǎng)模式和定位與該高校有較大的差異，化工與制藥工程系專業(yè)設(shè)置和學(xué)生生源質(zhì)量等諸多方面與該高校也有相當(dāng)大的差異，如果完全照搬該高校實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)備和教學(xué)內(nèi)容，就會(huì)缺乏該系化學(xué)反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)自己的課程特色，缺乏實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的創(chuàng)新性，在人才培養(yǎng)上就會(huì)顯得定位不明確，不能完全體現(xiàn)學(xué)院自己的辦學(xué)特色。
2 優(yōu)化和擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
考慮到以上因素，結(jié)合目前化工反應(yīng)工程在化工行業(yè)的發(fā)展要求，針對(duì)原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上的缺點(diǎn)和不足，化工與制藥工程系先后進(jìn)行一系列的教學(xué)改革和實(shí)踐，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化和擴(kuò)展。
2.1 開發(fā)和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備
目前，化工行業(yè)發(fā)展迅猛，尤其是新工藝新設(shè)備更新?lián)Q代迅速，原有的很多化工操作單元已經(jīng)不能完全適應(yīng)化工行業(yè)的發(fā)展需求。例如，化工產(chǎn)品的分離提純是化工行業(yè)最普遍操作單元，主要包括減壓蒸餾、萃取精餾、加壓精餾和加鹽精餾等。而該系化學(xué)反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)中只有一套精餾萃取裝置，而在減壓精餾、加壓精餾、加鹽精餾等提純分離方面，學(xué)生只是停留在課堂理論的基礎(chǔ)上，缺乏對(duì)這些化工分離操作的實(shí)踐認(rèn)知和操作過(guò)程訓(xùn)練。
為了適應(yīng)這一化工行業(yè)的發(fā)展需求，學(xué)院特別針對(duì)化工反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了教學(xué)改革，方案中專門對(duì)化工反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)的裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)和改造，在院大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)中，組織專門的教師和學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)與改造。學(xué)生在此次創(chuàng)新活動(dòng)中，對(duì)化工原理、化工熱力學(xué)、機(jī)械制圖等方面的知識(shí)進(jìn)行了系統(tǒng)的鞏固和綜合提高。經(jīng)過(guò)一年的努力，利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的場(chǎng)地，自行設(shè)計(jì)了精餾實(shí)驗(yàn)裝置和氣液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置等兩套設(shè)備裝置，設(shè)計(jì)的裝置在材質(zhì)和儀表控制上都做了改進(jìn)，改變了以往玻璃材質(zhì)耐壓和耐高溫性能差、儀表和輸液泵不夠精確的特點(diǎn)。新設(shè)計(jì)的精餾實(shí)驗(yàn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)萃取精餾、加壓精餾、加鹽精餾等多種分離提純操作，新設(shè)計(jì)的氣液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置能夠?qū)芏嗟湫偷臍庖悍磻?yīng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作。
另外，還改進(jìn)了化工反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有設(shè)備中的一些設(shè)計(jì)缺陷和不足。如在甲苯氧化實(shí)驗(yàn)中冷凝效果不佳，于是增加二級(jí)空氣冷凝管使冷卻效果大大改善；在乙苯脫氫制苯乙烯實(shí)驗(yàn)中，原料必須先校正流量配比后方可輸入反應(yīng)釜中，但由于反應(yīng)位置與校正位置高度相差較大，導(dǎo)致原料進(jìn)料配比與校正進(jìn)料配比相差，于是通過(guò)改變輸液泵類型、液位槽位置等手段，使得反應(yīng)配比更加準(zhǔn)確，使反應(yīng)收到很好的效果。
2.2 豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的內(nèi)容
為了豐富和擴(kuò)展化工反應(yīng)過(guò)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量，不僅利用現(xiàn)有的設(shè)備開發(fā)出了新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高了現(xiàn)有設(shè)備的利用率，同時(shí)利用自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置，增加了新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如新增了化工產(chǎn)品分離提純實(shí)驗(yàn)和氣液分離實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，主要包括減壓精餾、加壓精餾、加鹽精餾、氣液反應(yīng)等實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容，如丙醛脫水實(shí)驗(yàn)屬于加壓精餾實(shí)驗(yàn)，對(duì)二異丙苯氧化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)屬于氣液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。另外，利用現(xiàn)有的設(shè)備開發(fā)出更多的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如，利用乙苯脫氫的實(shí)驗(yàn)裝置，增加了化工反應(yīng)過(guò)程中典型的流化床反應(yīng)器的操作內(nèi)容。通過(guò)增設(shè)這些化工反應(yīng)過(guò)程中典型的操作單元實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，豐富了化工反應(yīng)工程教學(xué)大綱[4]，使化工反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程和方法緊跟化工行業(yè)發(fā)展的腳步，體現(xiàn)了學(xué)院對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的特點(diǎn)。
2.3 建立化工反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)工作站和仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
為了模擬和優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)條件、工藝參數(shù)，同時(shí)克服現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量的局限性，對(duì)現(xiàn)有的幾個(gè)化工反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)建立了的工作站和仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通過(guò)工作站處理軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)采集，可以快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，及時(shí)有效直觀地對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)減少人為因素處理數(shù)據(jù)的誤差和繁瑣，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率[5]。另外，通過(guò)建立仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可以模擬不同條件下化工反應(yīng)的控制過(guò)程，特別是一些受設(shè)備條件限制（如高溫高壓條件）的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程具有一定的理論依據(jù)和指導(dǎo)意義。
2.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中增加產(chǎn)物表征操作
化學(xué)反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)中，在數(shù)據(jù)分析與處理中有的設(shè)備配備有專門的數(shù)據(jù)處理軟件，直接對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)就相對(duì)較少。為了改變這種狀況，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)過(guò)程的監(jiān)測(cè)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表征方面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如利用氣相色譜儀監(jiān)測(cè)反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)液的含量來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)程，通過(guò)熱導(dǎo)檢測(cè)器來(lái)分析精餾萃取液中水分的含量來(lái)確定最佳工藝條件，利用碘量法測(cè)定過(guò)氧化物的含量，等等。學(xué)生不僅在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作技能得到鍛煉和提高，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)的處理分析、產(chǎn)物的表征、譜圖的解析等方面都得到了學(xué)習(xí)和提高。
3 加強(qiáng)過(guò)程管理，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理是實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分，是保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)?；瘜W(xué)反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)屬于大型設(shè)備實(shí)驗(yàn)，是一門操作少而理論性相對(duì)較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加強(qiáng)過(guò)程管理，形成化工反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)科特色，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和水平十分重要。
3.1 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程控制
化工反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)相對(duì)較長(zhǎng)，學(xué)生等待和空閑的時(shí)間較多。為了充分利用實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的等待時(shí)間，使實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)更加飽滿，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加強(qiáng)巡視，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、數(shù)據(jù)的采集整理和分析。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、數(shù)據(jù)分析、譜圖解析、結(jié)果的分析與討論等各方面的能力都得到全面的鍛煉和提高。
3.2 合理分配循環(huán)實(shí)驗(yàn)時(shí)間
化學(xué)反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)由于受到實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)和臺(tái)件數(shù)的限制，目前大都采用循環(huán)方式安排實(shí)驗(yàn)，這就存在多個(gè)學(xué)生操作同一臺(tái)儀器設(shè)備的情況，使得有些學(xué)生得不到操作和鍛煉的機(jī)會(huì)。為了改善這種狀況，采用分組細(xì)化的方法，即同一臺(tái)儀器操作過(guò)程中，按照實(shí)驗(yàn)學(xué)生數(shù)量來(lái)改變工藝條件參數(shù)進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，盡可能地讓每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)。同時(shí)，由于工藝條件參數(shù)的不一樣，使得學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及結(jié)論也不完全一致。這樣既讓更多的學(xué)生得到了訓(xùn)練和提高，也改善了大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)，同組間學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲雷同的現(xiàn)象。
3.3 樹立牢固工程觀念，培養(yǎng)工程分析能力
化工生產(chǎn)過(guò)程錯(cuò)綜復(fù)雜，為了讓學(xué)生更好地掌握化工反應(yīng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程理論知識(shí)和實(shí)踐水平，透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)從分析工程因素的本質(zhì)及反應(yīng)特征入手，突出強(qiáng)調(diào)過(guò)程速率及其變化規(guī)律、傳遞規(guī)律及其對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響。如通過(guò)實(shí)驗(yàn)中工藝條件及參數(shù)的變化來(lái)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)分析化工反應(yīng)過(guò)程的基本規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生掌握化工反應(yīng)工程研究的基本方法，使學(xué)生樹立牢固的工程觀念，培養(yǎng)學(xué)生采用工程分析方法來(lái)分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。
4 改革實(shí)驗(yàn)考核方法，綜合評(píng)定學(xué)生成績(jī)
綜合評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)是考察實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的一個(gè)重要途徑，化工反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)以往主要從預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等方面進(jìn)行考評(píng)。由于化工反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)主要是以工業(yè)反應(yīng)過(guò)程為主要研究對(duì)象，研究過(guò)程速率及其變化規(guī)律、傳遞規(guī)律及其對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響，因此，考慮到化工反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)課程的特殊性，在學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定中，應(yīng)適當(dāng)增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論等方面的評(píng)分比例，同時(shí)對(duì)學(xué)生的出勤、預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況、實(shí)驗(yàn)態(tài)度及衛(wèi)生等劃分不同的權(quán)重進(jìn)行考評(píng)，多方面綜合評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)，而不再把實(shí)驗(yàn)結(jié)果的好壞作為衡量實(shí)驗(yàn)成績(jī)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。即便學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想，但在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中能做好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與討論，從而找到失敗的原因，就可以獲得較好的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。通過(guò)這些考核制度的改革，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，同時(shí)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、數(shù)據(jù)處理和分析能力等綜合能力都得到很大的提高。
5 結(jié)束語(yǔ)
雖然實(shí)施化學(xué)反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐時(shí)間不長(zhǎng)，但已經(jīng)收到了較好的成效。例如，化工與制藥工程系在金陵石化、揚(yáng)子石化認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和下場(chǎng)實(shí)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生表現(xiàn)出比較強(qiáng)的動(dòng)手操作能力和工程實(shí)踐能力；在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，學(xué)生表現(xiàn)出較強(qiáng)的操作技能、獨(dú)立工作能力和綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ涣硗?，有相?dāng)一部分學(xué)生在揚(yáng)子總控工和高級(jí)工的培訓(xùn)中順利通過(guò)考試，取得了總控工和高級(jí)工的資格證書。然而也清醒地看到，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程，
化工與制藥工程系應(yīng)順應(yīng)化工行業(yè)變化的形勢(shì)和發(fā)展要求，不斷深化教學(xué)改革，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，不斷優(yōu)化和完善教學(xué)模式和管理水平，突出專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)，不斷提高教學(xué)水平，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，著力提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。尤其在化學(xué)反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)中增設(shè)創(chuàng)新性、開放性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還有待進(jìn)一步的探索和研究。
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關(guān)鍵詞：計(jì)算流體力學(xué)；求解；基本原理；化學(xué)工程；應(yīng)用
化學(xué)工程在我國(guó)具有較長(zhǎng)的研究與應(yīng)用歷程，并在實(shí)際的生產(chǎn)與生活中取得到巨大的應(yīng)用成效，不僅能夠供給正常的生活需求，同時(shí)根據(jù)新材料的開發(fā)，能夠滿足現(xiàn)代型環(huán)保材料的使用。在化學(xué)工程中，較多的反映環(huán)境和反應(yīng)機(jī)制都是在溶液中進(jìn)行的，具有質(zhì)量守恒和熱量守恒定律的應(yīng)用。而這種質(zhì)量與能量的關(guān)系正是計(jì)算流體力學(xué)的主要原理。通過(guò)對(duì)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境和原理的分析，能夠優(yōu)化工程設(shè)計(jì)和工藝改進(jìn)，提高化學(xué)工程的生產(chǎn)效率。
1計(jì)算流體力學(xué)在化學(xué)工程中的基本原理
計(jì)算流體力學(xué)簡(jiǎn)稱CFD，是通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法來(lái)求解化工中幾何形狀空間內(nèi)的動(dòng)量、熱量、質(zhì)量方程等流動(dòng)主控方程，從而發(fā)現(xiàn)化工領(lǐng)域中各種流體的流動(dòng)現(xiàn)象和規(guī)律，其主要以化學(xué)方程式中的動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律及質(zhì)量守恒方程為基礎(chǔ)。一般情況下，計(jì)算流體力學(xué)的數(shù)值計(jì)算方法主要包括數(shù)值差分法、數(shù)值有限元法及數(shù)值有限體積法，其也是一門多門學(xué)科交叉的科目，計(jì)算流體力學(xué)不僅要掌握流體力學(xué)的知識(shí)，也要掌握計(jì)算幾何學(xué)和數(shù)值分析等學(xué)科知識(shí)，其涉及面廣。針對(duì)計(jì)算流體力學(xué)的真實(shí)模擬，其主要目的是對(duì)流體流動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，以獲得流體流動(dòng)的信息，從而有效控制化工領(lǐng)域中的流體流動(dòng)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)上也出現(xiàn)了計(jì)算流體力學(xué)軟件，其具有對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行分析、計(jì)算、預(yù)測(cè)的功能，計(jì)算流體力學(xué)軟件操作簡(jiǎn)單，界面直觀形象，有利于化學(xué)工程師對(duì)流體進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。
2計(jì)算流體力學(xué)砸你化學(xué)工程中的實(shí)際應(yīng)用
2.1在攪拌中的應(yīng)用分析
在攪拌的化學(xué)反應(yīng)中，反映介質(zhì)之間的流動(dòng)性比較復(fù)雜，依據(jù)傳統(tǒng)的計(jì)算形式根本無(wú)法解決，并在化學(xué)試劑在攪拌中存在不均勻擴(kuò)散的特點(diǎn)，在湍流的形式中能量的分布狀況也存在著空間特點(diǎn)。若是依據(jù)實(shí)驗(yàn)手段測(cè)得反映中物質(zhì)、能量和質(zhì)量的變化規(guī)律，其得出的結(jié)構(gòu)往往存在較差時(shí)效性，實(shí)驗(yàn)騙差加大。通過(guò)對(duì)二維計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用，能夠?qū)嚢柚辛黧w的形式進(jìn)行模擬，并進(jìn)行質(zhì)量、能量等數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。但是流體的變化，不僅與化學(xué)試劑的濃度、減半速度有關(guān)，還與時(shí)間、容器的形狀等有著之間的聯(lián)系，需要建立三維空間模擬形式進(jìn)行計(jì)算流行力學(xué)。隨著科學(xué)技術(shù)和研究水平的提高，在通過(guò)借助多普勒激光測(cè)速儀后，已經(jīng)對(duì)三維計(jì)算形式有了較大的突破，這對(duì)于化工工程中原料的有效應(yīng)用和工程成本的減低具有促進(jìn)的作用，但是在三維計(jì)算流體力學(xué)中還存在一定的缺陷，需要在今后的研究中不斷的完善。
2.2CFD在化學(xué)工程換熱器中的應(yīng)用分析
換熱器是化學(xué)工程中主要的應(yīng)用設(shè)備，通過(guò)管式等換熱器、板式換熱器、冷卻塔和再沸器等的應(yīng)用，能夠有效的控制化學(xué)試劑在反應(yīng)中的溫度變化。其中根據(jù)換熱器的形式不同，計(jì)算流體力學(xué)的方式也就不同。在管式換熱器中主要是通過(guò)流體湍流速度的改變，增加換熱速率的。在板式換熱器中是通過(guò)加大流體的接觸面積，提高換熱效率的。而在冷卻塔和再沸器中，熱量交換的形式更為復(fù)雜，但是卻群在重復(fù)性換熱的特點(diǎn)，增加了換熱的時(shí)間，提高了換熱的效果。從總體上分析，計(jì)算流量力學(xué)中，需要對(duì)溫度變化、流體的速度變化、熱交換面積變化和時(shí)間變化進(jìn)行分析。通過(guò)CFD計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用，能夠計(jì)算出不同設(shè)備的熱交換效果，并根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需求進(jìn)行換熱器的選擇使用。
2.3在精餾塔中的應(yīng)用
CFD已成為研究精餾塔內(nèi)氣液兩相流動(dòng)和傳質(zhì)的重要工具,通過(guò)CFD模擬可獲得塔內(nèi)氣液兩相微觀的流動(dòng)狀況。在板式塔板上的氣液傳質(zhì)方面,Vi-tankar等應(yīng)用低雷諾數(shù)的k-ε模型對(duì)鼓泡塔反應(yīng)器的持液量和速度分布進(jìn)行了模擬,在塔氣相負(fù)荷、塔徑、塔高和氣液系統(tǒng)的參數(shù)大范圍變化的情況下,模擬結(jié)果和現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)能夠較好的吻合。Vivek等以歐拉-歐拉方法為基礎(chǔ),充分考慮了塔壁對(duì)塔內(nèi)流體的影響,用CFD商用軟件FLUENT模擬計(jì)算了矩形鼓泡塔內(nèi)氣液相的分散性能,以及氣泡數(shù)量、大小和氣相速度之間的關(guān)系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一種用塔內(nèi)典型微型單元(REU)的流體力學(xué)性質(zhì)來(lái)預(yù)測(cè)整塔的流體力學(xué)性質(zhì)的方法,對(duì)每一個(gè)單元用FLUENT進(jìn)行了模擬計(jì)算,發(fā)現(xiàn)塔內(nèi)的主要能量損失來(lái)自于填料內(nèi)的流體噴濺和流體與塔壁之間的碰撞,且用此方法預(yù)測(cè)了整塔的壓降。Larachi等發(fā)現(xiàn)流體在REU的能量損失(包括流體在填料層與層之間碰撞、與填料壁的碰撞引起的能量損失等)以及流體返混現(xiàn)象是影響填料效率的主要因素,而它們都和填料的幾何性質(zhì)相關(guān),因此用CFD模擬計(jì)算了單相流在幾種形狀不同的填料中流動(dòng)產(chǎn)生的壓降,為改進(jìn)填料提供了理論依據(jù)。CFD模擬精餾塔內(nèi)流體流動(dòng)也存在一些不足,如CFD模擬規(guī)整填料塔內(nèi)流體流動(dòng)的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值還有一定的偏差。這是由于對(duì)于許多問(wèn)題所應(yīng)用的數(shù)學(xué)模型還不夠精確,還需要加強(qiáng)流體力學(xué)的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。
2.4CFD在化學(xué)反應(yīng)工程中的應(yīng)用研究
在化學(xué)反應(yīng)工程中，反應(yīng)物和生成物的化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)器、溫度和壓力等有著較大的聯(lián)系，在實(shí)際的反應(yīng)中可以利用計(jì)算流體力學(xué)進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取。但是這數(shù)據(jù)的獲取具有一定的溫度限制，當(dāng)反應(yīng)中溫度過(guò)大，就會(huì)造成分子的劇烈運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡的變化規(guī)律就會(huì)異常，在利用計(jì)算流體力學(xué)的模型計(jì)算中，計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)際情況會(huì)發(fā)生較大的偏差。由于高溫中分子的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)速度難以獲取，在計(jì)算流體力學(xué)的實(shí)際計(jì)算中，就要借助FLUENT進(jìn)行三維建型，并利用測(cè)速反應(yīng)器進(jìn)行速度的測(cè)量，通過(guò)綜合的比較分析，利用限元法進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算?？梢缘贸霾煌h(huán)境下的反應(yīng)器的流線、反應(yīng)器內(nèi)部的濃度梯度及溫度梯度。通過(guò)CFD軟件預(yù)測(cè)反應(yīng)器的速度、溫度及壓力場(chǎng)，可以更進(jìn)一步理解化學(xué)反應(yīng)工程中的聚合過(guò)程，詳細(xì)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)可以優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)中的操作參數(shù)。
3結(jié)束語(yǔ)
計(jì)算流體力學(xué)對(duì)于化學(xué)工程的應(yīng)用具有實(shí)際意義，并在經(jīng)濟(jì)效益的提高上具有重要的價(jià)值，在近幾年，化學(xué)工程技術(shù)人員不斷的計(jì)算流體力學(xué)中展開研究，以二維空間計(jì)算和模擬為基礎(chǔ)，不斷的完善三維空間的流量計(jì)算，并得出了一系列的流體流動(dòng)規(guī)律。根據(jù)計(jì)算流體力學(xué)在化學(xué)工程中的廣泛應(yīng)用，在今后的化學(xué)工程發(fā)展中，應(yīng)加強(qiáng)此類學(xué)科的教學(xué)與延伸，提供出更有效的反應(yīng)設(shè)備和工藝操作。
參考文獻(xiàn)
[1]余金偉,馮曉鋒.計(jì)算流體力學(xué)發(fā)展綜述[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2013(06).
關(guān)鍵詞：高職院校 基礎(chǔ)化學(xué) 雙語(yǔ) 項(xiàng)目化 課程標(biāo)準(zhǔn)
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）11（b）-0143-01
高等職業(yè)教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)關(guān)鍵在于培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的高素質(zhì)實(shí)用型技術(shù)人才。從高等職業(yè)教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，其課程設(shè)置和教學(xué)可以考慮引入項(xiàng)目化教學(xué)法。
目前我院化學(xué)工程系和應(yīng)用化學(xué)系的國(guó)際合作辦學(xué)正在如火如荼的開展中，基礎(chǔ)化學(xué)雙語(yǔ)項(xiàng)目化課程作為化工類合作辦學(xué)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其內(nèi)容紛繁復(fù)雜，改革任重道遠(yuǎn)。課程改革首先應(yīng)該根據(jù)專業(yè)的人才培養(yǎng)計(jì)劃，制定相應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)。
1 課程概述
《基礎(chǔ)化學(xué)（雙語(yǔ)）》是培養(yǎng)從事化工生產(chǎn)、環(huán)境工程、生物工程、食品生產(chǎn)、分析檢驗(yàn)等行業(yè)的人員所必備知識(shí)體系的重要學(xué)科之一。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解和掌握化學(xué)雙語(yǔ)基本知識(shí)、基本原理及基本實(shí)驗(yàn)技能，熟悉化學(xué)知識(shí)和技能的應(yīng)用，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為后續(xù)專業(yè)課程和今后工作打下一定的基礎(chǔ)。為了達(dá)到這些目標(biāo)，本課程既有一定的理論知識(shí)教學(xué)，又有一定的實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練。課程設(shè)置應(yīng)該突出學(xué)生主體，注重學(xué)生的能力培養(yǎng)；尊重個(gè)體差異、注重過(guò)程評(píng)價(jià)；整合課程資源、改進(jìn)教學(xué)方式、拓展學(xué)習(xí)渠道。
2 課程目標(biāo)
2.1 知識(shí)目標(biāo)
（1）了解原子、分子結(jié)構(gòu)，熟悉元素周期表及其元素性質(zhì)變化規(guī)律。（2）理解化學(xué)反應(yīng)速率與外界條件的關(guān)系，掌握簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)特點(diǎn)及其轉(zhuǎn)化率等有關(guān)計(jì)算，掌握溫度變化對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，理解催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響等。（3）理解化學(xué)平衡、離解平衡、沉淀平衡、配位平衡和氧化還原平衡規(guī)律及熟悉其應(yīng)用。（4）了解能量的兩種形式熱和功，并對(duì)不同過(guò)程的熱和功進(jìn)行計(jì)算；理解化學(xué)反應(yīng)能量的產(chǎn)生以及化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的計(jì)算方法。（5）了解自發(fā)過(guò)程的共同特征；理解熵和吉布斯函數(shù)的引出及其用途；掌握化學(xué)變化過(guò)程方向的判斷方法。（6）熟悉脂肪烴、芳香烴、鹵代烴、醇酚醚、醛酮、羧酸及其衍生物等有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、分類及命名，掌握其性質(zhì)。（7）掌握常見有機(jī)化合物的制備方法。
2.2 能力目標(biāo)
3 內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)
4 課程實(shí)施建議
4.1 教學(xué)方式與考核方式
4.1.1 教學(xué)方式
首先要注意培養(yǎng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣，在《基礎(chǔ)化學(xué)（雙語(yǔ)）》課程每部分內(nèi)容教師應(yīng)設(shè)置恰當(dāng)?shù)娜蝿?wù)或情景，啟發(fā)學(xué)生分析，深入淺出的講解，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際舉例等措施來(lái)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。其次要湖中理實(shí)一體化，一方面通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析總結(jié)上升到理論知識(shí)這一過(guò)程符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律；另一方面通過(guò)操作和現(xiàn)象分析能達(dá)到鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力以及分析問(wèn)題能力的目的。
4.1.2 考核方法
對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)考核不能單憑期末的一張?jiān)嚲矶ǔ煽?jī)，尤其針對(duì)目前基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，如何能達(dá)到教學(xué)效果和培養(yǎng)目標(biāo)，必須進(jìn)行多方面的成績(jī)考核，并加強(qiáng)過(guò)程考核。不僅考核學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，還要從學(xué)生技能提高、學(xué)生學(xué)習(xí)的態(tài)度、對(duì)知識(shí)的應(yīng)用性理解以及分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力提高等方面加以考核。
4.2 課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與教學(xué)評(píng)價(jià)
4.2.1 課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
（1）課程體系：《基礎(chǔ)化學(xué)（雙語(yǔ)）》是無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué)傳統(tǒng)的四大化學(xué)的綜合內(nèi)容，他們之間的融合有著一定的困難，但也有著內(nèi)在聯(lián)系，因此教師要協(xié)調(diào)好這些教學(xué)內(nèi)容，做到讓學(xué)生容易理解和接收新知識(shí)，同時(shí)也要保持為后續(xù)專業(yè)課程服務(wù)。（2）職業(yè)關(guān)鍵能力與素質(zhì)培養(yǎng)：《基礎(chǔ)化學(xué)（雙語(yǔ)）》知識(shí)是進(jìn)行化工生產(chǎn)、分析檢驗(yàn)、生物化工、環(huán)境工程等專業(yè)必備的基礎(chǔ)知識(shí)，不但要培養(yǎng)用化學(xué)方法理論聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題能力，更要培養(yǎng)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的作為一名員工的化學(xué)素質(zhì)。
4.2.2 學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
教學(xué)評(píng)價(jià)的目的是全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，評(píng)價(jià)也是教師反思和改進(jìn)教學(xué)的有力手段，在課程教學(xué)中起著導(dǎo)向和質(zhì)量監(jiān)控的重要作用，是推動(dòng)和促進(jìn)課程實(shí)施的重要環(huán)節(jié)和保證?！痘A(chǔ)化學(xué)》課程教學(xué)應(yīng)倡導(dǎo)評(píng)價(jià)目標(biāo)的多元化和評(píng)價(jià)方式的多樣化，堅(jiān)持終結(jié)性評(píng)價(jià)與過(guò)程性評(píng)價(jià)相結(jié)合、定性評(píng)價(jià)與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合，努力將評(píng)價(jià)貫穿于學(xué)習(xí)的全過(guò)程。課堂教學(xué)包括兩部分：教師的教和學(xué)生的學(xué)，因此應(yīng)分別進(jìn)行評(píng)價(jià)。
參考文獻(xiàn)
[1] 王乾.《化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)》課程的項(xiàng)目化教學(xué)探索[J].職業(yè)教育研究，2009，37（8）.
【關(guān)鍵詞】單元復(fù)習(xí) 鋅和硫酸 教學(xué)反思
【內(nèi)容分析】
本課題是新人教版化學(xué)必修2第二章的單元復(fù)習(xí)課，本章內(nèi)容包括：1. 化學(xué)反應(yīng)與能量 2. 化學(xué)反應(yīng)的速率和限度。以初中化學(xué)為基礎(chǔ)，進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)能與熱能、電能的相互轉(zhuǎn)化，初步認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)是有快慢和限度的，是選修4“化學(xué)反應(yīng)原理”必不可少的基礎(chǔ)。
【學(xué)情分析】
學(xué)生對(duì)本章知識(shí)有一定的認(rèn)識(shí)，但沒有形成知識(shí)體系，知識(shí)點(diǎn)散亂甚至有缺漏。
【教學(xué)重難點(diǎn)】
從不同角度認(rèn)識(shí)鋅和硫酸的反應(yīng)并形成本章的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖。
【教學(xué)目標(biāo)】
知識(shí)與技能：掌握化學(xué)能與熱能、化學(xué)能與電能的關(guān)系；初步認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率與限度。
【過(guò)程與方法】
1.通過(guò)不同角度分析鋅和硫酸反應(yīng)，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖；2.能對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)進(jìn)行計(jì)劃、反思、評(píng)價(jià)和調(diào)控，學(xué)會(huì)自我總結(jié)，提高自主學(xué)習(xí)化學(xué)的能力。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀：關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，逐步形成可持續(xù)發(fā)展的能量觀。
【教學(xué)方法】
引導(dǎo) 、小組討論、 歸納、 整合。
【設(shè)計(jì)理念】
以鋅和硫酸這個(gè)學(xué)生很熟悉的反應(yīng)為主線，引導(dǎo)學(xué)生利用本章的知識(shí)從不同角度進(jìn)行分析，培養(yǎng)學(xué)生分析能力的同時(shí)總結(jié)了本章的主要內(nèi)容。引導(dǎo)學(xué)生在熟悉本章知識(shí)的基礎(chǔ)上形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。體會(huì)理論研究的方法，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)認(rèn)識(shí)和指導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用，感受到本章學(xué)習(xí)的重要性。
【教學(xué)過(guò)程】
第一環(huán)節(jié)：創(chuàng)設(shè)情景引入新課。1.教師做“鋅與硫酸反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，設(shè)問(wèn)：“請(qǐng)大家對(duì)該反應(yīng)從能量變化、反應(yīng)本質(zhì)等不同角度進(jìn)行分析”；2.板書第二章化學(xué)反應(yīng)與能量（單元復(fù)習(xí)）。3.學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、思考、小組討論、展示成果。這樣安排的意圖是：引導(dǎo)學(xué)生從不同角度認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)，培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的能力，引導(dǎo)學(xué)生從新的角度復(fù)習(xí)本章知識(shí)。3.教師提問(wèn)：①該反應(yīng)是否可以設(shè)計(jì)成原電池？若可以，請(qǐng)畫出裝置圖，標(biāo)出電解質(zhì)溶液、電極材料、電子流動(dòng)的方向，寫出正負(fù)極的電極反應(yīng)式；若不可以，請(qǐng)說(shuō)明理由。②該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池后，反應(yīng)速率有什么變化？若要加快該反應(yīng)的反應(yīng)速率，還可以采取哪些措施？ 若2分鐘內(nèi)，硫酸的濃度由2mol/L變?yōu)?mol/L，則用硫酸表示的反應(yīng)速率是多少？用氫氣表示的反應(yīng)速率是多少？③該反應(yīng)是否存在化學(xué)平衡狀態(tài)？化學(xué)平衡狀態(tài)的研究對(duì)象是什么？如果你是制氨廠的總工程師，你如何判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)？
第二環(huán)節(jié)：開展活動(dòng)探究、交流研討。1.教師布置任務(wù)：分組討論，歸納對(duì)鋅和硫酸不同視角的整體認(rèn)識(shí)，并形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖，繼而引導(dǎo)學(xué)生：可用框圖、圖表等方式盡量創(chuàng)造性設(shè)計(jì)不同體現(xiàn)格式。2.學(xué)生對(duì)教師所布置的任務(wù)進(jìn)行思考、討論、整理并形成文字。其目的是培養(yǎng)學(xué)生自主歸納整合知識(shí)的能力，鼓勵(lì)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
第三環(huán)節(jié)：成果展示師生互動(dòng)。1.教師要做好如下三步工作：①請(qǐng)小組代表上臺(tái)通過(guò)投影儀展示分組討論結(jié)果；②教師引導(dǎo)點(diǎn)評(píng)學(xué)生展示的研究成果；③展示教師示范的框圖、圖表。2.學(xué)生討論結(jié)果。3.師生共同點(diǎn)評(píng)。其目的是讓學(xué)生感受由參與研究所取得的成就感，分享合作學(xué)習(xí)的快樂(lè)。
第四環(huán)節(jié)：對(duì)學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性的訓(xùn)練。1.教師在知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖基礎(chǔ)上總結(jié)考點(diǎn)，并布置學(xué)生做一些針對(duì)性的練。2. 學(xué)生認(rèn)真練習(xí)、總結(jié)、反思。這環(huán)節(jié)的意圖是“學(xué)以致用，鞏固知識(shí)”。
第五環(huán)節(jié)：知識(shí)的拓展應(yīng)用。1.教師引導(dǎo)，布置思考題。2.學(xué)生思考。其目的是通過(guò)學(xué)生完成作業(yè)情況，查閱復(fù)習(xí)效益或成果，進(jìn)一步拓展學(xué)生的知識(shí)。
【教學(xué)反思】
本文是在教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，對(duì)新人教版必修2第二章單元復(fù)習(xí)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)及教學(xué)反思，以進(jìn)一步提高教學(xué)能力。教學(xué)設(shè)計(jì)以鋅和硫酸的反應(yīng)作為主線，通過(guò)問(wèn)題的設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生從能量變化、反應(yīng)快慢及限度等不同角度認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)，并引導(dǎo)學(xué)生形成完整的知識(shí)體系，避免了復(fù)習(xí)課中“炒舊飯”的尷尬，收到了很好的復(fù)習(xí)效果。
【參考文獻(xiàn)】
[1]人民教育出版社. 課程教材研究所. 化學(xué)必修2教師用書.
就其中的催化科學(xué)與工程而言，已經(jīng)成為當(dāng)今國(guó)際上最活躍的科技領(lǐng)域之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，與催化有關(guān)的產(chǎn)值約占國(guó)民生產(chǎn)總值的25%；催化劑是目前更新?lián)Q代最快、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出比最大的技術(shù)產(chǎn)品之一。尤其是近年來(lái)，材料物理、表面科學(xué)、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)、綠色化學(xué)、生物化學(xué)和納米技術(shù)的進(jìn)步給催化科學(xué)與工程的發(fā)展帶來(lái)新的活力，使之成為解決資源、環(huán)境、生命和材料等領(lǐng)域中科技問(wèn)題的支柱科學(xué)技術(shù)。
培養(yǎng)目標(biāo)：使畢業(yè)生適應(yīng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)與科技發(fā)展的需求，成為具備寬厚的理論基礎(chǔ)知識(shí)，通曉化工生產(chǎn)技術(shù)的專業(yè)原理、專業(yè)技能與研究方法，能夠從事過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品研制與開發(fā)、裝置設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程的控制以及企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理等方面工作的高素質(zhì)科技人才。
主干學(xué)科：有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、化工原理、化學(xué)反應(yīng)工程、化工機(jī)械、精細(xì)有機(jī)合成原理等。
主要課程：無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、大學(xué)物理、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、化工原理、化學(xué)反應(yīng)工程和一門必選的專業(yè)方向課程。 另外輔修化工經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析、電工電子等。
主要專業(yè)實(shí)驗(yàn)：有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化工熱力學(xué)、化工傳遞過(guò)程、化學(xué)反應(yīng)工程、化工過(guò)程系統(tǒng)工程、工業(yè)催化和應(yīng)用化學(xué)等。
主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)：包括化學(xué)與化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用及上機(jī)實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（計(jì)算機(jī)應(yīng)用要求較高）等。
專業(yè)發(fā)展方向：化學(xué)工程、化學(xué)工藝、精細(xì)化工。
1.華東理工大學(xué) 2.天津大學(xué) 3.北京化工大學(xué) 4.南京工業(yè)大學(xué) 5.大連理工大學(xué)
6.浙江大學(xué) 7.中國(guó)石油大學(xué) 8.華南理工大學(xué) 9.太原理工大學(xué) 10.四川大學(xué)
11.鄭州大學(xué) 12.湖南大學(xué) 13.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 14.西安交通大學(xué) 15.上海交通大學(xué)
16.江南大學(xué) 17.中南大學(xué) 18.南京理工大學(xué) 19.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20.湘潭大學(xué)
大連理工大學(xué)化工系創(chuàng)辦于1949年，1952年高等學(xué)校院系調(diào)整時(shí)，一批著名化學(xué)家匯集大工，形成了具有雄厚實(shí)力的化工學(xué)科。改革開放后，化工各學(xué)科發(fā)展很快，師資隊(duì)伍和招生規(guī)模不斷擴(kuò)大，1984年發(fā)展為化工學(xué)院，學(xué)院設(shè)有化學(xué)、化學(xué)工程、生物工程、材料化工、化學(xué)工藝、工業(yè)催化、精細(xì)化工、高分子材料和化工機(jī)械等9個(gè)系，24個(gè)教研室。現(xiàn)有本科生2410人，碩士生494人，博士生241人，博士后科研人員7人。教職工370人，其中中國(guó)工程院院士1人，雙聘院士3人，“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授2人，博士生導(dǎo)師37人，教授53人，副教授80人，高級(jí)工程師17人。
化工學(xué)院現(xiàn)有化學(xué)工程與技術(shù)一級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán)，覆蓋了其全部五個(gè)二級(jí)學(xué)科――化學(xué)工程、化學(xué)工藝、應(yīng)用化學(xué)、工業(yè)催化和生物化工，并設(shè)有化學(xué)工程與技術(shù)博士后科研流動(dòng)站。此外還有高分子材料、無(wú)機(jī)非金屬材料及化工過(guò)程機(jī)械博士點(diǎn)和3個(gè)理科化學(xué)碩士點(diǎn)。生物化工、應(yīng)用化學(xué)、環(huán)境學(xué)科設(shè)有“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授崗位。學(xué)院擁有應(yīng)用化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科，化學(xué)工程、工業(yè)催化和生物化工三個(gè)遼寧省重點(diǎn)學(xué)科，精細(xì)化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，分析中心及15個(gè)研究所，擁有400兆核磁共振，氣/液質(zhì)譜、飛行時(shí)間質(zhì)譜、X射線衍射儀等大型分析儀器40余臺(tái)，成為我國(guó)培養(yǎng)化工高層次人才和科學(xué)研究的基地。
化工學(xué)院作為大連理工大學(xué)的重要學(xué)院，50年來(lái)為國(guó)家培養(yǎng)了2萬(wàn)名畢業(yè)生，其中許多人成為國(guó)家各部委和省市領(lǐng)導(dǎo)，中科院院士，國(guó)家有突出貢獻(xiàn)的專家以及大專院校、科研院所和廠礦企業(yè)的廠長(zhǎng)、經(jīng)理、總工及業(yè)務(wù)骨干，為適應(yīng)社會(huì)需求培養(yǎng)了復(fù)合型、外向型高技術(shù)人才。
化工學(xué)院廣泛開展國(guó)際學(xué)術(shù)交流和技術(shù)合作，已經(jīng)與日本、韓國(guó)、美國(guó)、加拿大、澳大利亞、德國(guó)、奧地利、英國(guó)等國(guó)家的大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)或公司建立科技合作和學(xué)術(shù)交流。
化工學(xué)院辦學(xué)宗旨是以人才為本、創(chuàng)新為先，辦學(xué)思路是以貢獻(xiàn)求支持，以改革促發(fā)展。重視面向社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重大關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，每年都承擔(dān)一批國(guó)家、省市級(jí)科學(xué)基金和“973”“863”及“九五”重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，同時(shí)與企業(yè)建立產(chǎn)、學(xué)、研三結(jié)合緊密型協(xié)作關(guān)系，解決技術(shù)難題及高新技術(shù)和新產(chǎn)品的開發(fā)工作，化工學(xué)院每年科學(xué)研究經(jīng)費(fèi)達(dá)3000萬(wàn)元以上，近兩年科技成果顯著，獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)一項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)三項(xiàng)、二等獎(jiǎng)三項(xiàng)。
問(wèn)題1：化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生應(yīng)掌握怎樣的知識(shí)和能力？
1.掌握化學(xué)工程、化學(xué)工藝、應(yīng)用化學(xué)等學(xué)科的基本理論、基本知識(shí)；
2.掌握化工裝置工藝與設(shè)備設(shè)計(jì)方法，掌握化工過(guò)程模擬優(yōu)化方法；
3.具有對(duì)新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備進(jìn)行研究、開發(fā)和設(shè)計(jì)的初步能力；
4.熟悉國(guó)家對(duì)于化工生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研究與開發(fā)、環(huán)境保護(hù)等方面的方針、政策和法規(guī)；
5.了解化學(xué)工程學(xué)的理論前沿，了解新工藝、新技術(shù)與新設(shè)備的發(fā)展動(dòng)態(tài)；
6.掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法，具有一定的科學(xué)研究和實(shí)際工作能力。
問(wèn)題2：化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生就業(yè)方向？
本專業(yè)畢業(yè)生知識(shí)面寬，可到工業(yè)部門從事化工類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、施工、生產(chǎn)管理、技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用研究以及貿(mào)易等方面的工作，也可到科研、商貿(mào)、行政等部門從事與化學(xué)工程相關(guān)的工作。
也可在化工、煉油、冶金、能源、輕工、醫(yī)藥、環(huán)保和軍工等部門從事工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理和科學(xué)研究等方面的工作。
還可以到化學(xué)工廠、大學(xué)、政府社團(tuán)、保健服務(wù)、中學(xué)、醫(yī)院、工業(yè)實(shí)驗(yàn)室、圖書館、醫(yī)藥公司、私人企業(yè)、實(shí)驗(yàn)研究所等從事相關(guān)的工作。
問(wèn)題3：化學(xué)工程與工藝專業(yè)方向的不同有差異么？
化學(xué)工藝包括能源化工、材料化工、有機(jī)化工、環(huán)境化工、高分子化工、無(wú)機(jī)化工等眾多領(lǐng)域，覆蓋面廣。它不僅涵蓋了傳統(tǒng)的基礎(chǔ)領(lǐng)域，同時(shí)與材料、能源、生物、醫(yī)藥、環(huán)境等學(xué)科滲透融合，不斷地培植出新的生長(zhǎng)點(diǎn)。它既是一個(gè)歷史悠久、曾作出重大貢獻(xiàn)的學(xué)科，又是一個(gè)新世紀(jì)不可缺少的充滿了生機(jī)與活力的學(xué)科。
化學(xué)工程是以化學(xué)工業(yè)及相關(guān)生產(chǎn)過(guò)程中所進(jìn)行的化學(xué)、物理過(guò)程為研究對(duì)象，探究其所用設(shè)備的設(shè)計(jì)原理與操作方法以及最終實(shí)現(xiàn)過(guò)程優(yōu)化所應(yīng)遵循的共性規(guī)律。本專業(yè)方向?qū)W生主要學(xué)習(xí)化工流體流動(dòng)與傳熱、化工傳質(zhì)與分離過(guò)程、化工熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程、化工傳遞過(guò)程基礎(chǔ)、化工數(shù)學(xué)、化工分離過(guò)程、化工工藝學(xué)、化工過(guò)程分析與合成、化工設(shè)計(jì)等課程。為拓寬專業(yè)面，增加適應(yīng)性，還開設(shè)生化基礎(chǔ)、石油煉制工程、環(huán)境化工、化工機(jī)械基礎(chǔ)、ChemCAD等課程。
問(wèn)題4：與化學(xué)工程與工藝專業(yè)相近的專業(yè)是什么？
制藥工程（主要是化學(xué)制藥）。
問(wèn)題5：化學(xué)工程與工藝專業(yè)中的催化科學(xué)與工程具體是什么樣的學(xué)科？
它是催化化學(xué)、材料物理及化學(xué)工程之間的交叉學(xué)科，具有理工結(jié)合的特點(diǎn)。
培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展的具有開拓能力的高級(jí)工程技術(shù)人才，業(yè)務(wù)培養(yǎng)目標(biāo)為：培養(yǎng)具有催化科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)和掌握化學(xué)反應(yīng)工程理論，具備扎實(shí)的材料科學(xué)理論和技術(shù)知識(shí)，熟悉現(xiàn)代化學(xué)物理研究方法和技能，了解現(xiàn)代科技現(xiàn)狀與發(fā)展前景，能勝任化工、能源、材料、醫(yī)藥、食品、環(huán)保等領(lǐng)域中相關(guān)的新工藝、新材料、新產(chǎn)品的研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)和工業(yè)化的復(fù)合高等工程技術(shù)人才。
化學(xué)工程技術(shù)是一種用于研究化學(xué)產(chǎn)品的管理、制造、設(shè)計(jì)和開發(fā)的綜合性技術(shù)，在化學(xué)生產(chǎn)中通過(guò)應(yīng)用各種化學(xué)工程技術(shù)，可以有效提高化學(xué)生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，加強(qiáng)化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究，推動(dòng)化學(xué)生產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展。本文分析了化學(xué)生產(chǎn)中化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用，闡述了化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用發(fā)展建議，以供參考。
關(guān)鍵詞：
化學(xué)工程技術(shù)；化學(xué)生產(chǎn)；有效應(yīng)用
化學(xué)工業(yè)一直是推動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，在化學(xué)生產(chǎn)中通過(guò)不斷創(chuàng)新和優(yōu)化化學(xué)工程技術(shù)，降低能源和原材料消耗，保障產(chǎn)品質(zhì)量，提高化學(xué)生產(chǎn)效率，所以化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中應(yīng)加大對(duì)化學(xué)工程技術(shù)的研究，進(jìn)一步提高化學(xué)生產(chǎn)效益。
1化學(xué)生產(chǎn)中化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用
1.1超臨界流體技術(shù)超臨界流體是一種處于氣態(tài)和液體之間狀態(tài)、壓力和溫度都位于臨界點(diǎn)周圍的液體，其具有液體和氣體的雙重特性，具有氣體的壓縮性和高擴(kuò)散能力，又具有液體的良好溶解能力，其粘度幾乎等于氣體，密度幾乎等于液體，其擴(kuò)散性能處于氣體和液體之間。在化學(xué)生產(chǎn)中運(yùn)用超臨界流體技術(shù)，運(yùn)用超臨界流體的特性，改變化學(xué)反應(yīng)特征，優(yōu)化傳熱系數(shù)和傳質(zhì)系數(shù)，合理控制壓力和溫度，可以有效降低化學(xué)生產(chǎn)的能耗。另外，超臨界液體技術(shù)在加工無(wú)機(jī)物材料、復(fù)合材料、高分子材料中發(fā)揮著重要作用，最常見的技術(shù)方法包括以下幾種：其一，抗溶劑法，在制備超臨界流體有機(jī)物和爆炸性物質(zhì)時(shí)主要應(yīng)用抗溶劑法；其二，壓縮抗溶劑法，這種方法主要用于加工微球類或者微孔類物質(zhì)，在聚合物和藥物分子共沉中應(yīng)用廣泛，技術(shù)方法比較簡(jiǎn)單成熟；其三，快速膨脹法，用于制備固體顆粒狀化學(xué)產(chǎn)品。超臨界技術(shù)不僅應(yīng)用在材料制備方面，而且還被廣泛地瑩瑩在化學(xué)分析中，例如，色譜技術(shù)和超臨界技術(shù)的相互結(jié)合，和氣象色譜相比，這種色譜研究方法更加準(zhǔn)確、高效，并且超臨界液體色譜比液相色譜更加準(zhǔn)確。
1.2傳熱技術(shù)近年來(lái)，相關(guān)研究人員對(duì)于強(qiáng)化傳熱和微細(xì)尺度傳熱的研究越來(lái)越多，在傳熱學(xué)中微細(xì)尺度傳熱是一個(gè)獨(dú)立的專業(yè)學(xué)科，其主要探索和研究時(shí)間尺度、空間尺度的傳熱學(xué)規(guī)律，重點(diǎn)包含微重力傳熱傳質(zhì)、相變傳熱、熱輻射、熱傳導(dǎo)。對(duì)流傳熱等內(nèi)容。當(dāng)前，我國(guó)的傳熱技術(shù)研究主要是集中在數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)研究和機(jī)理研究三方面。在化學(xué)生產(chǎn)中應(yīng)用傳熱技術(shù)，可以通過(guò)改進(jìn)和優(yōu)化換熱器設(shè)備，有效提升換熱的持續(xù)放熱能力和傳熱效率，從而提高化學(xué)生產(chǎn)水平。并且微細(xì)尺度傳熱和強(qiáng)化傳熱技術(shù)在微型熱管、集成電子設(shè)備、微米、納米等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，相關(guān)技術(shù)成果已經(jīng)比較成熟，對(duì)于化學(xué)工業(yè)應(yīng)加強(qiáng)傳熱技術(shù)和化學(xué)生產(chǎn)的配合研究，充分發(fā)揮傳熱技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，有效提高化學(xué)生產(chǎn)效率。
1.3綠色化學(xué)反應(yīng)技術(shù)在綠色食品生產(chǎn)中綠色化學(xué)反應(yīng)技術(shù)發(fā)揮著非常重要的作用，當(dāng)前我國(guó)積極倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排理念，人們的綠色生態(tài)環(huán)保意識(shí)越來(lái)越高，綠色食品主要是指綠色沒有受到污染侵害的食品，這種食品最主要的特點(diǎn)是營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、品質(zhì)優(yōu)良、衛(wèi)生安全指標(biāo)高，是未來(lái)發(fā)展過(guò)程中的新興產(chǎn)業(yè)。綠色食品加工生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于化肥和農(nóng)藥的使用量有著嚴(yán)格限制，而且還需要提高農(nóng)作物產(chǎn)量，保障食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，降低成本，所以綠色產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)常面臨量和質(zhì)的矛盾。現(xiàn)代化生物化學(xué)通過(guò)充分利用基因工程技術(shù)和綠色化學(xué)反應(yīng)技術(shù)，保障食品安全，增加農(nóng)作物產(chǎn)量，確保食品營(yíng)養(yǎng)。具體應(yīng)用如下：其一，在農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中，運(yùn)用生物化學(xué)技術(shù)，減少污染農(nóng)作物和污染環(huán)境的氮肥使用量，運(yùn)用固氨來(lái)替代氮肥，通過(guò)應(yīng)用生物化學(xué)技術(shù)，不需要施加氮肥，也可以保障農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育，不僅節(jié)約了種植成本，而且有效提高了農(nóng)作物的質(zhì)量和產(chǎn)量；其二，當(dāng)農(nóng)作物出現(xiàn)病蟲害時(shí)，運(yùn)用生物化學(xué)技術(shù)，特別是基因工程技術(shù)，在主要農(nóng)作物上轉(zhuǎn)移各種病蟲害基因，減少化學(xué)殺蟲劑使用量，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，提高抗病蟲害能力。
2化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用發(fā)展建議
2.1培養(yǎng)化學(xué)技術(shù)人才化學(xué)技術(shù)人員對(duì)于推動(dòng)化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展有著重要意義，因此我國(guó)應(yīng)重視化學(xué)技術(shù)人才的培養(yǎng)，不僅要加強(qiáng)理論知識(shí)學(xué)習(xí)，還應(yīng)強(qiáng)化鉆研創(chuàng)新精神，積累豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，全面提高化學(xué)工程技術(shù)科研水平和綜合素質(zhì)。
2.2進(jìn)一步提高化學(xué)工程技術(shù)水平我國(guó)化學(xué)工程技術(shù)面臨著滴狀冷凝的難題，在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中應(yīng)加大對(duì)化學(xué)工程技術(shù)的研究，重點(diǎn)解決這個(gè)問(wèn)題，推動(dòng)傳熱技術(shù)在航空航天、石油化工、動(dòng)力、機(jī)械等領(lǐng)域的應(yīng)用，進(jìn)一步提高化學(xué)工程技術(shù)水平。
3結(jié)語(yǔ)
在化學(xué)生產(chǎn)中應(yīng)用化學(xué)工程技術(shù)有助于促進(jìn)化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，應(yīng)積極優(yōu)化各種化學(xué)工程技術(shù)應(yīng)用，培養(yǎng)大量化學(xué)工程技術(shù)人才，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
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