淺議化工原理的設(shè)計最優(yōu)化

孫楠　郭建敏

摘 要：化工原理課程是重要的基礎(chǔ)性課程之一，在進(jìn)行其課程設(shè)計的過程中要針對科學(xué)選題、指導(dǎo)性加強、工程能力培養(yǎng)進(jìn)行提高，并且科學(xué)的使用現(xiàn)代計算機軟件，對設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中能夠更好的吸收化工理論，為步入實際工作中的創(chuàng)新精神和工程意識的培養(yǎng)打好堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：工程思維；設(shè)計思維；優(yōu)化

1 前言

作為化工專業(yè)的基礎(chǔ)性學(xué)科，化工原理是需要較強的實踐性才能完成的，在進(jìn)行設(shè)計的過程中學(xué)生能夠?qū)υO(shè)計的程序和方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，并且同時提高學(xué)生的閱讀和文獻(xiàn)查找能力，使學(xué)生能夠更好的解決問題，并且將其專業(yè)知識利用到實踐應(yīng)用的過程中。

2 化工原理課程存在的問題

化工原理課程主要培養(yǎng)的是學(xué)生的設(shè)計能力和工程意識使其能夠更好的完成化學(xué)專業(yè)的學(xué)習(xí)，為未來步入實際工作提供幫助，但是就目前的化工原理設(shè)計教學(xué)中來看，設(shè)計題目在參數(shù)、設(shè)計形式、條件理由上千篇一律。學(xué)生在這一過程中只需要對公式進(jìn)行套用，就能完成設(shè)計，學(xué)生將理論知識依然轉(zhuǎn)換為書本內(nèi)容，使學(xué)生對知識點的分析和工程意識得不到培養(yǎng)，這對學(xué)生在步入工作崗位上的工作能力有著很大的影響，學(xué)生在這種設(shè)計課程下缺少經(jīng)濟意識，設(shè)備選擇、過程控制意識。其次是化工原理設(shè)計課程沒有合理的評價標(biāo)準(zhǔn)，這使學(xué)生之間的套用和抄襲問題十分嚴(yán)重，同時降低了學(xué)生對工程問題的解決能力。

3 如何對化工原理的設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化

通過以上分析我們意識到，要提高學(xué)生的工程問題解決能力就必須從設(shè)計性上入手，并進(jìn)行改革，通過合理的選題方式進(jìn)行指導(dǎo)，鼓勵學(xué)生多使用計算機作為輔助，通時改變設(shè)計成果評價方法，為學(xué)生創(chuàng)造一個合理學(xué)習(xí)氛圍。

3.1 提高選題質(zhì)量

選題是進(jìn)行設(shè)計的基礎(chǔ)，什么樣的題目對學(xué)習(xí)的研究方向有著很大的指導(dǎo)意義。所以在選題過程中既要滿足教學(xué)要求。又要和實際的工業(yè)生產(chǎn)相幾何，這樣就能夠最大程度的降低學(xué)生設(shè)計的積極性。在選題的過程中要針對不同題目進(jìn)行細(xì)致研究，要將學(xué)生的資料查詢作為一項能力來培養(yǎng)，但要注意實際性，深度過大的問題學(xué)生是不能完成的。

3.2 做好設(shè)計指導(dǎo)

由于學(xué)生還處于一個學(xué)習(xí)階段，他們對于多數(shù)的問題的解決方法還停留在查找資料的階段，所以在設(shè)計課程的過程中學(xué)生會遇到多種技術(shù)性難題，這就需要老師做好設(shè)計的指導(dǎo)工作，并且能夠有針對性的幫助學(xué)生找到解決問題的方法。同時要針對學(xué)生的設(shè)計進(jìn)展階段進(jìn)行控制，要幫助學(xué)生再設(shè)計過程中擁有一個正確的思維方向，并且保證學(xué)生的設(shè)計新意，尤其是提高設(shè)計參數(shù)和方法運用。在設(shè)計課程進(jìn)展過程中老師還可以組織學(xué)生進(jìn)行設(shè)計心得交流，并且分享優(yōu)秀的設(shè)計思維，對于設(shè)計中出現(xiàn)的問題要做到集中討論，在設(shè)計課程結(jié)束后對設(shè)計的實踐性要給予積極的肯定。

3.3 利用計算機輔助設(shè)計

在化工原理課程設(shè)計中需要針對多個方面進(jìn)行考慮，在反應(yīng)原理、工程規(guī)劃、設(shè)備選擇等方面，這使化工原理設(shè)計的過程十分的復(fù)雜，所以在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析過程中要使用數(shù)據(jù)進(jìn)行組數(shù)和設(shè)計值的分析，并且根據(jù)數(shù)值積分、參數(shù)擬合、常微分方程進(jìn)行最為優(yōu)化的設(shè)計，這使整個設(shè)計任務(wù)變得異常的繁重。所以可以利用計算機程序進(jìn)行更好的計算，這樣不僅提高設(shè)計周期，同時在設(shè)計效率和人力節(jié)約等方面得以提高。例如精餾塔的理論塔板數(shù)計算一般采用逐板計算，雖然計算公式只涉及的操作線方程和平衡線方程，但需要反復(fù)使用這兩個公式交替進(jìn)行多次計算，在踏板數(shù)很多的情況下手工計算顯然是難以勝任的。如果把這種計算編成程序，只要輸入關(guān)系式中的物理量和生產(chǎn)條件，就能很快得到全塔理論板數(shù)、精餾段理論板數(shù)及加料板的位置另外，化工原理設(shè)計流程圖可以采用 AutoCAD進(jìn)行繪圖，學(xué)生在繪圖過程中會進(jìn)一步掌握圖幅設(shè)置、比例及線型選取、文字編輯、尺寸標(biāo)注以及管件、儀表、設(shè)備表示等繪圖技能，有利于今后實際工程的設(shè)計。

3.4 細(xì)化考核的過程，形成科學(xué)的成績評定

課程設(shè)計完成后就要進(jìn)入了考核階段，但是傳統(tǒng)的評定標(biāo)準(zhǔn)只是針對設(shè)計說明的審核，這使學(xué)生的設(shè)計審核千篇一律，所以針對這種問題我們要沖考核方法和評定形式上進(jìn)行改進(jìn)。首先要確定基礎(chǔ)知識的評測，尤其要系統(tǒng)分析單元操作，對于設(shè)計中的條件設(shè)定、工藝參數(shù)、設(shè)計方法等進(jìn)行重點審核，要針對設(shè)計方案對比理論、概念，并注意其實際的掌握和應(yīng)用。其次提高考核范圍，要從學(xué)生的設(shè)計理念、創(chuàng)新意識等方面進(jìn)行評價，要積極的提出合理的學(xué)習(xí)方法，并且主動的進(jìn)行學(xué)習(xí)，在設(shè)計中要體現(xiàn)出對問題的解決性，能夠符合工業(yè)性實施。最后加強設(shè)計答辯環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生針對設(shè)計的發(fā)展性思維，突出設(shè)計的科學(xué)性和實踐性。

4 結(jié)束語

化工原理是化學(xué)類學(xué)科中的基礎(chǔ)性課程，對化工、材料等專業(yè)的影響性很大，化工原理需要很強的實踐性，在學(xué)習(xí)的過程中需要進(jìn)行大量的假設(shè)、計算、這使學(xué)生能夠?qū)γ恳粋€學(xué)習(xí)步驟都有所了解，并且能夠在設(shè)計中對所遇到的方法進(jìn)行自我解答?；ぴ淼脑O(shè)計過程中需要在選題、指導(dǎo)、能力培養(yǎng)等方面進(jìn)行設(shè)計，利用計算機軟件進(jìn)行補充和優(yōu)化。這不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，并且對繪圖、設(shè)計等實用性技能有著十分巨大的幫助。

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