公文素材库 首页

化学反应工程教学分析

时间:2019-05-14 11:06:27 网站:公文素材库

化学反应工程师化工生产中的重要课程,下面小编就为大家带来了化学反应工程教学分析,感兴趣的朋友可以看一看哦!

[摘要]化学反应工程是化工类专业的核心课程之一,也是化工生产中关键的工业反应过程的技术基础。化学反应工程应用理论推演、结合工程实际的研究方法,给出可用于工程设计及放大的宏观规律与数学模型。学习化学反应工程学要掌握它处理问题的方法,提高分析问题和解决问题的能力。本文根据本课程的特点以及我校实际情况,从教材选用、突出重点难点、结合实验教学等方面对化学反应工程的教学进行探讨。

化学反应工程是一门工程技术学科,是化学工程与工艺专业的核心课程之一,该课程与物理化学、化工热力学、化工原理等课程紧密相关。化学反应工程是使化学反应实现工业化的一门学科,化学反应工程的研究,一方面要认识、判断各种化学反应的热力学和动力学规律;另一方面还要归纳各种物理因素对化学反应过程的影响,然后综合和总结出一些具有普遍意义的观点和概念,用以指导工业反应过程的生产和开发研究。化工动力学主要研究在工业生产条件下,化学反应进行的机理和速率,而在不同的反应器内传递过程和影响影响化学动力学的主要因素-温度和浓度的变化规律是各不相同的,所以反应工程学的另一任务就是研究反应器内这些因素的变化规律,找出最优工况和最好的反应器形式,以获得最大的经济效益[1]。化学反应工程以工业反应过程为主要研究对象,具体研究内容涉及均相反应以及非均相反应动力学特性,以及流动、传递过程对反应的影响,讨论反应器的选型、设计计算和最优化。化学反应工程对化学产品及过程的开发和反应器的设计放大起着重要的作用。化学反应工程涉及到的数学模型较多,反应器种类繁多,难点较多。本文从以下几点进行探讨。

1选用教材

化学反应工程教材较多,我校使用的教材是郭锴主编的《化学反应工程》第三版,该教材的特点是内容精炼,基本概念准确、清晰,基本原理分析透彻,基本方法能学以致用,突出课程的重点和难点[2]。该教材内容包括绪论、均相单一反应动力学和理想反应器,复合反应与反应器选型,非理想流动反应器,气固相催化反应本征动力学,气固相催化反应宏观动力学,气固相催化反应固定床反应器,气固相催化反应流化床反应器,气液相反应过程与反应器,反应器的热稳定性和参数灵敏性。该教材内容编排由均相反应到非均相反应,由理想反应器到非理想反应器,内容安排由简单到复杂易于学生理解接受,课后习题较多而且题型丰富,难度跨度大,有助于学生对教材内容的巩固。化学反应工程课程涉及的内容较多,一本教材内容总是有限的,我们在教学过程中以其它教材作为辅助教材,如朱炳辰主编的《化学反应工程》,靳海波主编的《化学反应工程》等。我们在课堂讲授过程中对书本内容进行适当补充和调整,精选教学内容,并对教学内容进行优化整合[3-4],并适当增加一些例题和习题使学生对于教材内容更容易理解和接受。

2注重理论讲解,突出重点难点

化学反应工程理论推导复杂,公式较多,学生不易理解掌握,不同的教材对同一原理的理解也不尽相同,这时就要选择一种最简单易于理解的讲授方法。化学反应工程各章节中都介绍有好几种反应器模型,第一章介绍的三种理想反应器的计算虽然内容不难,但是这一章内容是这门课程的基础,后边各章节内容均与本章有关联,因此一定要让学生非常熟练地掌握这几种反应器的原理和计算。平推流反应器和全混流反应器虽然都是连续操作但是反应器类型不一样,因此计算式不同。但是间歇反应器和平推流反应器两种反应器类型相同操作方式不同而计算式相同,要更好地区分这两种反应器,可以从间歇反应器是分批操作的概念进行强调,换一种思路进行理解,并把两种方法计算结果进行比较,可以发现两种计算式最终的表达式相同,这样能让学生更好地理解间歇反应器的计算[5]。第四章中气固相催化反应本征动力学方程式的推导也是一个难点,该章内容看似和前边几章均相反应关联不大,但是通过对比让学生理解动力学方程式通式是相同的,只是气固相催化反应表达式比均相反应多了一个吸附项,这样把非均相反应和均相反应关联起来更容易理解。

3课堂教学紧密结合实验教学

为配合本课程的学习,帮助学生巩固所学的理论知识和进一步加深对基础理论的认识,培养学生对实验现象进行分析和实验数据处理的能力,我校开设了一些实验课程。同学们在课堂上学习了停留时间分布的测定理论知识之后,在实验室操作了“多釜串联反应器液体停留时间分布测定实验”,停留时间分布的测定不仅广泛应用于化学反应工程过程,而且应用于涉及流动过程的其它领域。该实验是用脉冲输入法在单釜反应器和三釜串联反应器中测定停留时间分布规律并计算特征值和模型参数N,这部分理论内容较抽象,该实验涉及到本教材一至三章内容,在实验讲解时可以让学生更好地理解单釜反应器和多釜串联反应器的原理和操作特点,脉冲法和阶跃法侧停留时间分布规律的区别,以及停留时间分布特征值的计算,加深对虚拟值模型参数N的理解,并通过实验数据处理对最终结果进行比较。这样一个实验将教材中复杂、抽象的停留时间分布测定方法和数据处理过程变为具体的操作和结果分析过程,使这部分抽象的内容具体化,使学生容易理解。

4结语

化学反应工程作为一门交叉学科,涉及内容较多,难点突出,本文结合化学反应工程的课程特点和教学实践,探讨了化学反应工程教学的三个方面。我们力求在教学过程中做到化繁为简,提升教学效果,优化课堂教学质量。

  来源:网络整理 免责声明:本文仅限学习分享,如产生版权问题,请联系我们及时删除。


化学反应工程教学分析
由互联网用户整理提供,转载分享请保留原作者信息,谢谢!
http://m.bsmz.net/gongwen/186856.html
相关阅读
最近更新
推荐专题