化工原理的设计最优化

摘 要：化工原理课程是重要的基础性课程之一,在进行其课程设计的过程中要针对科学选题、指导性加强、工程能力培养进行提高,并且科学的使用现代计算机软件,对设计进行优化,使学生在学习的过程中能够更好的吸收化工理论,为步入实际工作中的创新精神和工程意识的培养打好坚实的基础.

关 键 词：工程思维；设计思维；优化

作为化工专业的基础性学科,化工原理是需要较强的实践性才能完成的,在进行设计的过程中学生能够对设计的程序和方法进行学习,并且同时提高学生的阅读和文献查找能力,使学生能够更好的解决问题,并且将其专业知识利用到实践应用的过程中.

一、化工原理课程存在的问题

化工原理课程主要培养的是学生的设计能力和工程意识使其能够更好的完成化学专业的学习,为未来步入实际工作提供帮助,但是就目前的化工原理设计教学中来看,设计题目在参数、设计形式、条件理由上千篇一律.学生在这一过程中只需要对公式进行套用,就能完成设计,学生将理论知识依然转换为书本内容,使学生对知识点的分析和工程意识得不到培养,这对学生在步入工作岗位上的工作能力有着很大的影响,学生在这种设计课程下缺少经济意识,设备选择、过程控制意识.其次是化工原理设计课程没有合理的评价标准,这使学生之间的套用和抄袭问题十分严重,同时降低了学生对工程问题的解决能力.

二、如何对化工原理的设计进行优化

通过以上分析我们意识到,要想提高学生的工程问题解决能力就必须从设计性上入手,并进行改革,要通过合理的选题方式进行指导,鼓励学生多使用计算机作为辅助,通时改变设计成果评价方法,为学生创造一个合理学习氛围.

1.提高选题质量

选题是进行设计的基础,什么样的题目对学习的研究方向有着很大的指导意义.所以在选题过程中既要满足教学要求.又要和实际的工业生产相几何,这样就能够最大程度的降低学生设计的积极性.在选题的过程中要针对不同题目进行细致研究,要将学生的资料查询作为一项能力来培养,但要注意实际性,深度过大的问题学生是不能完成的.

2.做好设计指导

由于学生还处于一个学习阶段,他们对于多数的问题的解决方法还停留在查找资料的阶段,所以在设计课程的过程中学生会遇到多种技术性难题,这就需要老师做好设计的指导工作,并且能够有针对性的帮助学生找到解决问题的方法.同时要针对学生的设计进展阶段进行控制,要帮助学生再设计过程中拥有一个正确的思维方向,并且保证学生的设计新意,尤其是提高设计参数和方法运用.在设计课程进展过程中老师还可以组织学生进行设计心得交流,并且分享优秀的设计思维,对于设计中出现的问题要做到集中讨论,在设计课程结束后对设计的实践性要给予积极的肯定.

3.重点培养工程思维

在设计的过程中必须将理论和实际相互结合,并且针对设计方案进行工程应用的培养,要保证学生能够具备足够的工程能力.这个过程是需要思维性进行分析的,首先工程性的培养要有化学性和物理性,如果两者同时发生的话,相互影响的因素很多,这就使生产过程中出现大量的制约性因素.例如在工厂所在地提供合理的能源供给、并且保证好作业环境的控制等.同时要根据实际的工业环境做出调整,在化工处理的过程中会涉及到很多操作经验和数据分析问题.所以在这个过程中要积极使用有成功案例的实例.并且学会在解决问题的过程中积累经验和数据.

4.利用计算机辅助设计

在化工原理课程设计中需要针对多个方面进行考虑,在反应原理、工程规划、设备选择等方面,这使化工原理设计的过程十分的复杂,所以在进行数据分析过程中要使用数据进行组数和设计值的分析,并且根据数值积分、参数拟合、常微分方程进行最为优化的设计,这使整个设计任务变得异常的繁重.所以可以利用计算机程序进行更好的计算,这样不仅提高设计周期,同时在设计效率和人力节约等方面得以提高.例如精馏塔的理论塔板数计算一般采用逐板计算,虽然计算公式只涉及的操作线方程和平衡线方程,但需要反复使用这两个公式交替进行多次计算,在踏板数很多的情况下手工计算显然是难以胜任的.如果把这种计算编成程序,只要输入关系式中的物理量和生产条件,就能很快得到全塔理论板数、精馏段理论板数及加料板的位置另外,化工原理设计流程图可以采用AutoCAD进行绘图,学生在绘图过程中会进一步掌握图幅设置、比例及线型选取、文字编辑、尺寸标注以及管件、仪表、设备表示等绘图技能,有利于今后实际工程的设计

5.细化考核的过程,形成科学的成绩评定

课程设计完成后就要进入了考核阶段,但是传统的评定标准只是针对设计说明的审核,这使学生的设计审核千篇一律,所以针对这种问题我们要冲考核方法和评定形式上进行改进.首先要确定基础知识的评测,尤其要系统分析单元操作,对于设计中的条件设定、工艺参数、设计方法等进行重点审核,要针对设计方案对比理论、概念,并注意其实际的掌握和应用.其次提高考核范围,要从学生的设计理念、创新意识等方面进行评价,要积极的提出合理的学习方法,并且主动的进行学习,在设计中要体现出对问题的解决性,能够符合工业性实施.最后加强设计答辩环节,锻炼学生针对设计的发展性思维,突出设计的科学性和实践性.

三、结束语

化工原理是化学类学科中的基础性课程,对化工、材料等专业的影响性很大,化工原理需要很强的实践性,在学习的过程中需要进行大量的检测设、计算、这使学生能够对每一个学习步骤都有所了解,并且能够在设计中对所遇到的方法进行自我解答.化工原理的设计过程中需要在选题、指导、能力培养等方面进行设计,利用计算机软件进行补充和优化.这不仅能够提高学生的学习态度,并且对绘图、设计等实用性技能有着十分巨大的帮助