强化三种意识 提高学生综合能力

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1、强化三种意识提高学生综合能力　　摘要：化学反应工程是化工类专业的核心课程，它对于培养学生的化学反应工程基本理论、强化工程分析能力都具有十分重要的作用。本文针对化学反应工程课程的特点，探讨了培养学生应用理论知识，分析和解决实际工程问题的重要性及相应教学方法。强调要强化学生的工程意识、安全意识以及经济意识，使学生通过该课程的学习不仅仅熟悉化学反应工程的基本理论，更应该提高分析和解决工程实际问题的综合能力。　　关键词：化学反应工程；工程意识；安全意识；经济意识　　中图分类号：G642.3文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）16

2、-0159-026　　化学反应工程课程是一门涉及物理化学、化工热力学、化工原理、优化与控制等知识领域，内容新颖而难点较多的专业基础课，是理论性、综合性和工程性都很强的课程，是化学工程与工艺专业的核心课程。该课程对于培养学生的工程能力，提高学生分析、解决实际工程问题的综合能力具有十分重要的作用。化学反应工程的研究对象是工业反应过程，其基本内容包括反应动力学和反应器设计与分析两大部分。工业反应过程中的动力学不仅包含反应的本征动力学，还涉及工业反应过程中的流动、传热及传质；反应器设计与分析，不仅要进行反应器结构设计、反应体积计算，还要根据工艺过

3、程的特点和工程实际情况，进行最优操作条件确定、最佳工况分析控制等。此外，该课程还涉及到工艺过程的安全性和经济性。由此看来，该课程的内容涉及多门学科、交叉性强。因此，教师在课堂教学中，不仅要向学生传授化学反应工程的基础知识，还要潜移默化地强化学生的工程意识、安全意识以及经济意识，提高学生分析问题和解决问题的综合能力，使学生毕业后能够学以致用，更好地适应社会需要，成为高素质的化工技术人才。　　一、工程意识的强化　　作为一门工程性很强的课程，让学生建立起工程观念和掌握解决工程问题的方法显得尤为重要。作为教师，在课堂教学过程中，应结合课程的具体内

4、容，系统地阐述、剖析和总结所涉及的工程实际问题，给学生以启迪和引导，强化学生的工程实践意识。化工过程的工程性尤其表现在实际问题上，往往涉及多种工程因素，各种因素之间存在着交互影响。在处理问题时常采取合理的近似，抓住主要矛盾，揭示过程的基本规律，以指导解决工程问题。例如，气固相催化反应过程的宏观反应速率，不仅受到反应物浓度、温度等的影响，还受到催化剂结构以及传质、传热等因素的影响。反应工程采用的处理方法是：引入内扩散有效因子来反映催化剂颗粒内传递过程对反应的影响，用曲折因子描述催化剂内复杂的孔结构，对球型或无限长圆柱或薄片催化剂建立其内扩散

5、的一维模型，从而得到等温一级不可逆反应内扩散有效因子的解析。由此可以揭示内扩散过程的基本规律，表明宏观反应速率与本征反应以及内、外扩散之间的关系，给工业催化剂颗粒大小、形状和结构设计指明方向。工程问题的研究往往是从理想化模型入手，然后再一步步深化到复杂的实际问题。例如，对连续流动反应器的设计计算，首先从两种理想情况――6全混流反应器（CSTR）和活塞流反应器（PFR）入手，建立其理想化的模型方程，对模型方程进行求解计算。但是，并不是所有的连续釜式反应器都具有CSTR的特性，也不是所有的管式反应器都符合PFR的假设。要计算非理想流动反应器的

6、转化率及收率，应该依据反应器的停留时间分布，采用对理想流动模型进行修正，或者是将理想流动模型与滞留区、沟流、短路等作不同组合的方法，建立适宜的流动模型，然后进行求解计算。由理想流动模型到非理想流动模型设计计算的转变，学生往往不易接受和掌握，这是在授课过程中尤其要强调的。对工业反应过程进行研究，要注重将对过程中本征化学反应的研究以及对过程中诸如返混、传质、传热等物理过程的研究相结合，即将化学因素和工程因素相结合，进行综合分析，指导反应器设计及操作。例如，对于中间产物P为目的产物的连串反应：A→P→Q，要提高目的产物P的选择性，需要在较高的反

7、应物A浓度和较低的中间产物P浓度下进行。而反应器中的返混会造成反应物浓度普遍降低、生成物浓度普遍升高，因此返混对该连串反应是不利的。采用连续操作时，应该选择接近活塞流的管式反应器，或接近全混流的多级釜式反应器串联；在加料方式上，分段或分批加料会使反应器中A浓度下降，不利于P选择性的提高。诸如此类化学因素与工程因素的结合，往往是学生的薄弱环节，应通过教学过程中多个类似事例的分析总结，逐步强化学生的工程意识，提高综合分析能力。　　二、安全意识的强化6　　化工生产一般都具有易燃、易爆、易中毒等特点，大型化工企业生产过程多具有工艺复杂、连续性强、

8、安全隐患多的特点，一旦发生事故则波及面广、影响范围大、后果严重。安全生产要贯穿于生产的全过程，从项目的设计、施工、安装到竣工验收、试运转、投入生产，各个环节都应以安全为前提。在课堂教学过程中，