理论教育 化工实践教学中的仿真技术应用

化工实践教学中的仿真技术应用

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:化学是一门实验的学科,化学工程与工艺专业更是倾向于培养能用于生产实践的专业型人才,企业一般对学生的实际操作能力要求高,所以化工专业的实践教学就显得非常重要。为了解决这些问题,近年来仿真实验在各个高校被广泛地应用。综合仿真实验是在学生大四实习前期开设,作为学生实习前的热身,让学生通过对大型生产流程的熟悉,真实感觉化工厂实际生产的过程。

化工实践教学中的仿真技术应用

化学是一门实验的学科,化学工程与工艺专业更是倾向于培养能用于生产实践的专业型人才,企业一般对学生的实际操作能力要求高,所以化工专业的实践教学就显得非常重要。一般的实践教学是将学生放到工厂进行,但是现阶段化工厂生产过程自动化程度非常高,化学工程与工艺专业的学生在化工厂实习的过程中除非遇到工厂停产检修,否则很少能接触到流程的开车、停车过程,同时由于现代工厂自动化程度高使得学生在实习过程中不能直接观察到生产的过程,而且出于安全考虑,工厂不会太多地让学生到厂区现场观察设备,所以学生在工厂实习过程中看到和学到的内容很有限,动手的机会也非常少。而故障产生的不可重复性等因素导致学生缺乏在实际过程中准确判断故障点以及快速解决的能力,所以在工厂实习的过程中达不到应有的学习效果。为了解决这些问题,近年来仿真实验在各个高校被广泛地应用。通过仿真技术在化工实验中的应用,将化工过程操作的现场集成到计算机上,避免了化工过程操作的不可重复性,实现了学生对操作单元及工艺流程的反复训练及熟悉的教学目的。

本校化工实验室在20世纪90年代和2008年分别购进了由北京化工大学吴重光和东方仿真开发的化工仿真软件,同时分别开设了基础仿真实验和综合仿真实验。基础仿真实验是开设在化工基础实验中,配合装置实验开设,通过装置实验将基本操作单元的原理、公式熟悉理解,再通过仿真对流程反复操作,达到对该单元理解透彻并熟练操作的目的。综合仿真实验是在学生大四实习前期开设,作为学生实习前的热身,让学生通过对大型生产流程的熟悉,真实感觉化工厂实际生产的过程。

由于综合实验的工艺流程相对较长,所以教师在教学中教学方法需要适当改变,教师在讲授时可以只针对工艺的大概流程及各操作要点进行讲解,结合提问让学生先熟悉整个流程。由于操作过程参数多,控制复杂,所以在学生操作过程中教师需要随时对学生进行指导。(www.daowen.com)

比如,在甲醇精制仿真实验中,由于流程设备多(3+1塔),包括预塔、加压塔、常压塔及甲醇回收塔,流程相对较长,教师在讲授实验时需要将各个塔的作用及塔的物料流向学生讲授,然后指导学生按顺序开车。在开车过程中,教师需要向学生强调各个塔的主要参数(包括塔釜温度、液位及压力等参数),还要注意提醒学生操作点的位置以免学生混淆。正常操作过程是让学生在开车的基础上逐渐将各个参数调整至正常。所以在此步操作中,学生可以充分应用自己所学的知识来判断、研究各个参数的变化关系,对流程做进一步了解。软件中的扣分步骤可使学生对重要参数加深印象,提高学生操作的谨慎性。等到学生将整个工艺流程全部参数通过自己的努力调整合适后,再由教师指导按步骤进行停车。

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