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流體力學和化工原理范文第1篇

關鍵詞 計算流體力學；風機；數值模擬；發展前景

中圖分類號TP31 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）73-0209-01

0引言

隨著國民經濟的的不斷進步和發展，風機的產生在國民經濟的生產發展中起到很大的促進作用，風機將隨著時代的發展，不斷更新技術研究，從而能夠更好的適應經濟發展的需要，傳統的風機設計，人們僅靠試驗取得數據和經驗公式，試驗發現問題，改進設計。但由于試驗研究方法受到各種條件的限制，很多模擬參數的測量受到很多不良因素的影響，給測量結果帶來很大的困難，很容易降低風機數值的實用性，對風機數值測量的誤差加大。而現階段，由于科學技術的不斷發展，利用商業CFD軟件對風機的全三維流場進行模擬已越來越普遍，也就是利用計算流體力學對風機進行數值模擬的研究，給數值模擬工作帶來了很大的便利，通過對計算結果進行了分析，模擬結果有助于理解風機內部的流動規律。

1 計算流體力學的概念分析

計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD）起源于20世紀60年代，當時的學科興起跟計算機的技術發展有很大關系，隨著人們對其不斷的發展和研究，計算流體力學已經被廣泛的應用，各種商品化的CFD通用性軟件開始應用這類力學研究，同時更是對很多工業領域的生產發展起到很大的作用，計算流體力學以計算機為基礎，利用數值的方法進行對流體力學各類問題的研究和模擬，主要在離散格式、湍流模型與網格生成等方面進行相對的數值試驗、計算機模擬和分析研究，利用計算流體力學研發出得CFD技術，不僅極大的克服了傳統流體力學中不完善的問題，而且還在應用領域得以全面的擴大，很多核能、化工、建筑等領域都有其力學的涉略。風機在以上領域也有其所用之處，為此，計算流體力學對風機的設計和研究也有很大的作用。

2 風機的數值模擬分析

眾所周知，風機的國民經濟發展的重要工具，其在對生產過程中發出的大量濕、熱、工業粉塵、甚至有害氣體和蒸汽都有著有效的防護和凈化處理的作用，同時還能回收再利用，有效的對資源進行合理的分配整合，其中風機在紡織業的作用較為突出，絡筒機的離心風機提供了吸紗的作用，不僅可以免去資源浪費，還能減少紡紗機的能源消耗，有效的提高紡紗質量，具有更多的促進作用。在工業發展中，風機從節能、降低噪聲污染的角度來說，尤其更大的促進作用，因此在風機的設計原理上，更多的要注重高效率，但就目前市面上的風機產品，可謂參差不齊，很多規格和品種配套性極差，為此在工業應用上也受到了很大的影響，需要對已有的風機進行改造，數字模擬其實是以電子計算機為工具，把數學模型蘊藏的定量關系展示出來，利用計算流體力學對風機的復雜流動問題的模擬計算，通過數值離散求解流體運動方程，揭示風機流體機理和流動規律，從而研制出新的風機設計，使整個產品從開發到運用都能夠達到更為經濟和省時的作用。

3 基于計算流體力學的風機數值模擬的應用

利用計算流體力學來研究風機的數值模擬，這種方法對風機的設計提供更為依據原理，對風機的不斷完善起到促進作用，其應用范圍很廣，例如：通過對地鐵專用軸流風機的設計來說，這類風機主要應用在地鐵車站和隧道區間內，因其受都流量大、壓頭高和功率大等特點的制約，試驗成為了地鐵軸流風機的設計檢驗的一般途徑，但是卻在人力物力上有極大的消耗，造成設計成本的浪費。為了克服這一弊端，采用計算流體力學的原理，對地鐵軸流風機采用進行數值模擬，主要是對地鐵軸流風機在不同轉速和安裝角度進行模擬，通過得出的最后結果進行指導設計方案，并將模擬結果與廠家的試驗數據作了對比，酌情查處風機是否有需要改動之處，從而提高風機的設計效率，具有明顯的應用價值和經濟效益。

4結論

以上對計算流體力學的風機數值模擬的分析和研究，計算流體力學不僅是對風機的設計有很大的促進作用，更大的提高風機的設計效率，隨著科學技術的進步，其作用會越來越大，充分了的利用計算機和數值數學的結合，對流體力學的各類問題進行數值試驗、計算機模擬和分析研究，以解決實際問題。從而有助于人們對風機的構造設計進行深入了解和不斷完善，依靠合理的計算來優化風機的設計技術，計算流體力學不僅是科學技術革新的依據，更是極大滿足了國民經濟發展的需要，計算流體力學進行對風機數值模擬的技術研究，更是對設計高效率的風機具有重大意義。

參考文獻

[1]黃其柏.離心風機旋轉頻率噪聲的理論與聲輻射特性研究[D].西部大開發 科教先行與可持續發展——中國科協年學術年會文集，2009.

流體力學和化工原理范文第2篇

關鍵詞：MATLAB；流體力學實驗；雷諾實驗

作者簡介：郭煒（1975-），女，湖北荊州人，北京石油化工學院機械工程學院，講師。（北京102617）劉鋒（1974-），男，湖北荊州人，中國船級社質量認證公司體系認證部，助理工程師。（北京100006）

中圖分類號：G642.423     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）14-0106-01

流體力學實驗涉及的實驗數據較多，數據處理工作量較大，兼有作圖，有的要多次重復使用一個或幾個公式計算。在傳統的實驗教學方式下，學生把主要時間花在煩瑣的數據計算方面，從而不再關注實驗中的現象，整個實驗沒有充分發揮出實驗教學應有的效能，學生沒有通過實驗加深對理論的理解和運用理論思考實驗中的現象。其次，實驗作為對理論知識掌握程度的一種量度，在傳統的實驗教學形式下其反饋周期過長，學生只有在實驗報告返回之后才能知道實驗過程是否操作正確，不能在實驗過程中考慮錯誤實驗數據的問題出現在哪里。因此，對傳統實驗教學進行創新成為提高實踐教學質量的有效方法。

MATLAB是美國Math Works公司于1984年推出的科學計算軟件，它以矩陣的形式處理數據，將高性能的數值計算和可視化集成在一起，提供了大量的內置函數，從而廣泛地應用于科學計算、控制系統、信息處理等領域的分析、仿真和程序語言設計工作，使繁瑣、枯燥的數值計算變成一種簡單、直觀的可視化操作過程，能較準確地標記樣本數據點和繪出擬合曲線，已成為國際公認的最優秀的科技應用軟件。其主要特點如下：語言簡潔靈活，庫函數豐富；運算符豐富，兼有結構化語句和面向對象編程特性；程序限制不嚴格，自由度大，可移植性好；圖形功能強大，數據可視化簡單；有功能強大的學科工具箱和功能工具箱，內部函數豐富；開放性強的源程序，用戶易于構建自己的工具箱。

基于上述MATLAB的功能及其特點，在流體力學實驗中引入MATLAB軟件，以上問題不但可以得到解決，而且可以提高學生應用計算機處理數據的能力。根據流體力學實驗的教學內容，結合MATLAB軟件的特點與功能，我們在流體力學實驗教學中進行了實驗設計。以流體力學中的雷諾實驗為例，簡要介紹了MATLAB語言在數據輸入、數值計算以及圖形可視化方面的功能，展示了MATLAB在流體力學實驗數據處理中簡潔、快捷與直觀等特點。

一、MATLAB在雷諾實驗中的應用

在流體力學的教學中，為了使學生理解和掌握流體運動的兩種主要狀態――層流和紊流的判別，雷諾實驗占有很重要的地位。

1.實驗原理

實際流體的流動會呈現出兩種不同的型態：層流和紊流。它們的區別在于：流動過程中流體層之間是否發生混摻現象。在紊流流動中存在隨機變化的脈動量，而在層流流動中則沒有。圓管中恒定流動的流態轉化取決于雷諾數，d是圓管直徑，v是斷面平均流速，是流體的運動粘性系數。

圓管中定常流動的流態發生轉化時對應的雷諾數稱為臨界雷諾數，又分為上臨界雷諾數和下臨界雷諾數。上臨界雷諾數表示超過此雷諾數的流動必為紊流，它很不確定，跨越一個較大的取值范圍。有實際意義的是下臨界雷諾數，表示低于此雷諾數的流動必為層流，有確定的取值，圓管定常流動的下臨界雷諾數取為Re=2300。

2.實驗數據處理

在實驗中把顏色水注入實驗臺管內，為了測量下臨界雷諾數，將實驗臺調節閥打開，使管中呈完全紊流，再逐步關小調節閥使流量減小。當流量調節到使顏色水在全管剛呈現出一穩定直線時，即為下臨界狀態。整個實驗過程，調節閥門，水流速度由大到小，紊流狀態測2次水量和時間，下臨界狀態測1次水量和時間，層流狀態測2次水量和時間，每個狀態均用體積法測定流量。5次實驗數據記錄表如表1。

在雷諾的實驗中，編寫簡單的MATLAB的* . m 文件，對實驗數據進行處理，求出雷諾數，并做出雷諾數與流量的關系曲線圖如圖1所示。

二、討論

從上面的程序可以看出，用MATLAB語言編寫應用程序處理實驗數據比C及Fortran更加簡單易用，編程如同列算式一樣，不易出錯，且利于調試和修改，數據和處理結果可視化。因此可成為高效的處理流體力學實驗數據的幫手。從實踐效果看，利用MATLAB軟件進行流體力學實驗教學對于學生理解和掌握課程的基本原理內容是非常有幫助的，同時隨著該軟件計算功能的進一步增強和課程實驗設計的深入開展，充分利用以MATLAB為代表的計算軟件包進行專業課程的輔助實驗教學不但提高了學生的學習積極性，加深了學生對實驗原理的認識，而且十分有助于對專業課程課堂理論教學內容的理解和掌握，對學生熟悉和應用MATLAB軟件也起到一定的積極作用。

參考文獻：

[1]張錚,楊文平,石博強,等.MATLAB 程序設計與實例應用[M].北京:中國鐵道出版社,2003.

[2]胡敏良.流體力學[M].武漢:武漢理工大學出版社,2003.

[3]曹桂萍,孫杰,潘亮,閆亭亭.雷諾實驗的創新性教學[J].高師理科學刊,2011,31(2):110-112.

[4]喬善平,商樹桓,閻虹.用計算機模擬雷諾實驗的體會[J].實驗室研究與探索,2002,21(2):39-40.

流體力學和化工原理范文第3篇

論文關鍵詞：力學,土木工程,力的平衡,建筑力學

1 力學的基本內容

力學在高中物理中的概念定義為物體間的相互作用[1]。一個物體受到力的作用，一定有另外的物體施加這種作用，前者是受力物體，后者是施力物體。各種力可以用兩種不同的方法來分類：一種是根據力的性質來分類的，如重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力等等；另一種是根據力的效果來分類的，如拉力、壓力、支持力、動力、阻力等等。而力的合成、分解和平衡也是力學原理中的重要內容，貫穿于整個力學，是整個物理學學習的基礎，也是高中學習的重點、難點和考點。力學原理來源于實際生活，故在實際應用中可以用力的方法簡化問題，解決問題，突出力學的實際效果。

2 力學與建筑力學的聯系

建筑力學是應用于土木工程中的基礎理論，它由理論力學、材料力學和結構力學三大部分組成。理論力學主要研究物體受力的分析方法和物體在力的作用下的平衡問題[2]；材料力學研究材料在各種外力作用下產生的應變、應力、強度、剛度、穩定和導致各種材料破壞的極限[3]；結構力學主要研究工程結構受力和傳力的規律，以及如何進行結構優化[4]。不管是理論力學、材料力學還是結構力學，都是以力學為基礎的，是力學的擴展應用。

但是，從另一方面看，力學的發展也離不開建筑工程的推動和促進。比如在建筑中出現了極端條件下的工程技術問題，這是無法用實驗方法來直接測定。而建筑工程這個天然的實驗環境就正好驗證了這些力學的原理，并提出了新的力學問題，推動了理論的發展。

綜上所述，力學原理是建筑力學的前身，建筑力學是在力學的基礎上發展起來的，是對力學的進一步應用和擴展。反過來，建筑力學的發展又對力學原理進行了驗證和補充。但是力學并不是建筑力學，它們是交叉學科，有可以共同解釋的部分，但是也有互相不能解釋的。例如，力學原理可以解釋高溫氣體、氣體激光器和核物理等領域的科學問題，而建筑力學解釋不了。而用力學方法去解釋固體的塑性、強度、損傷和斷裂等方面，卻遇到了極大的困難。

3 力學在土木工程實踐中的應用實例

我國的石拱橋在全世界都聞名遐邇，那么簡單石塊堆砌的橋梁怎么保持得穩定，怎么實現得力的平衡，下面以一個簡單的例子介紹力學原理在土木工程中的應用。假設石拱橋的簡化圖如圖1所示，整個石拱橋由4塊石塊構成，左右對稱結構，第1、4塊石塊直接和地基相連，第2、3石塊分別與1、4石塊相連，試用力的平衡原理對這一石拱橋進行分析。

首先，對第1石塊進行受力分析，其受力分析圖如圖2所示。第1石塊受3個作用力，分別為石塊的重力G1，支座的反作用力F0和第2石塊給它的反作用F21。用正交分解法進行力的計算。列方程式如下所示。

其次，對第2石塊進行受力分析，其受力分析圖如圖3所示。水利工程論文第2石塊亦受3個作用力，分別為石塊的重力G2，第3塊石塊給它的反作用力F32和第1石塊給它的反作用F12。用正交分解法進行力的計算。列方程式如下：

由于第3石塊、第4石塊和第1石塊、第2石塊是對稱的，其受力分析是一樣的，只不過方向相反，故不對這兩石塊進行再次分析。

由上例可以看出可以用力的平衡原理計算橋梁在靜止狀態下的內力值，通過分析每一石塊的受力，計算出最大受力值，利用最大受力值作為可控力的范圍，可以保證橋梁的安全性，當然這里沒有考慮石拱橋承載汽車等荷載的情況，但是思路是一樣的。這樣根據力的平衡的計算，就可用于設計橋梁時選擇截面尺寸，合適的建筑材料，以及怎么使橋梁經濟化。

4 力學在建筑領域內的發展

力學在建筑工程中的發展，主要是與建筑專業的結合形成了多種建筑力學理論。力學和建筑理論的結合主要體現在以下幾個方面。

第一，形成了建筑理論力學。

理論力學是一般力學各分支學科的基礎，是研究物體機械運動基本規律的學科[2]。它通常分為3個部分：靜力學、運動學與動力學。

靜力學主要研究物體在力的作用下處于平衡的規律，以及如何建立各種力系的平衡條件[2]。靜力學還研究力系的簡化和物體受力分析的基本方法。這些都用到了力學原理中力的合成、分解和平衡，而且這些問題可以用平行四邊形法則、三角形法則和正交分解法則進行計算。同時，也涉及到力學原理中的慣性和牛頓三定律等內容。而從動力學方面來講，由于動力學研究的是物體機械運動與受力的關系。所以，動力學亦是以牛頓運動定律、萬有引力定律為研究基礎的，這恰恰也是力學原理的知識點。

第二，形成了建筑固體力學。

固體力學是力學中研究固體機械性質的學科，主要研究固體介質在外力、溫度和形變的作用下的表現。一般包括材料力學、彈性力學、塑性力學等部分。固體力學與力學原理聯系緊密，力學原理中的拉力、壓力和阻力等是材料力學的理論基礎，例如材料力學的主要研究內容之一是對桿件進行力學分析，桿中的內力計算涉及到力的合成、分解和平衡等內容。力學原理中的彈力結合建筑原理形成了新的學科 —— 彈性力學；而力學中的動力、摩擦力等延伸為固體力學中的動力學等等。隨著計算機的飛速發展，分子動力學等微觀模擬方法、復雜結構的仿真分析將更大規模更迅速地在固體力學和工程設計中得到應用和發展，這也涉及到了力學的基礎知識。固體力學的上述發展，必將推動科學和工程技術的巨大進步。

第三，形成了建筑流體力學。

流體力學是在人類同自然界作斗爭和在生產實踐中逐步發展起來的。中國有大禹治水疏通江河的傳說，秦朝李冰父子領導勞動人民修建了都江堰，至今還在發揮作用。大約與此同時，羅馬人建成了大規模的供水管道系統，這些都是流體力學在建筑工程中成功應用的案例。流體力學的發展主要是為了盡可能多地開采地下石油和天然氣，而化工流程的設計，很大程度上也歸結為流體運動的計算問題，又或者是測定地下流水對建筑物的影響等。總之，流體力學對建筑工程的發展有著不可替代的作用。流體力學的主要內容，包括物體浮力定理和浮體穩定性在內的液體平衡理論，這也為流體靜力學奠定了基礎。而浮力和液體平衡理論也恰恰是力學原理的內容。

綜上所述，力學原理是形成建筑理論的基礎，它與建筑理論的結合是多方面的，從而形成了多種建筑力學。力學原理與建筑工程的其他學科也有交叉，如流體彈性力學、爆炸力學等等。這些不同的力學學科貫穿于整個土木工程的壽命期，從設計、施工、后期維修保養，直到最后的爆破消亡，都會運用到力學的原理去解決工程中的實際問題。

5 結語

建筑的發展和力學是有密切關系的，可以說沒有可靠的力學支撐，就不能保證建筑結構的安全，就不能建造出那么多的優秀建筑物和構筑物。而力學原理與建筑力學的結合，也是發展現代高科技建筑的必然趨勢，它們互相替代，互相促進，互相發展。相信有了力學的支撐，建筑工程會越走越遠，會有越來越多優美堅固的建筑屹立在東方大陸上。

參考文獻

[1] 張大昌.物理1[M].人民教育出版社，2010：50.

[2] 范欽珊，陳建平.理論力學[M].高等教育出版社，2010：1-7.

[3] 孫訓方.材料力學[M].高等教育出版社，2009：1-3.

流體力學和化工原理范文第4篇

關鍵詞：卓越計劃；《石油化工過程及裝備》；過程裝備與控制工程；課程建設

“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目。東北石油大學在2011年被批準為教育部“卓越計劃”第二批試點高校，其中過程裝備與控制工程專業是首批入選專業。經過5年多的改革與實踐，專業建立了以培養“石油石化行業卓越工程師”為目標的人才培養模式，并開展了與之相適應的專業改革和建設，取得了較好的效果。其中，《石油化工過程及裝備》是過程裝備與控制工程系根據“卓越工程師”培養要求，對該專業課程進行調整和整合出的一門專業主干課程。該課程既具有較強的理論性又緊貼工程實際，對學生畢業后從事設備專業及相關工作具有舉足輕重的作用。本文從《石油化工過程及裝備》的課程定位出發，對案例分析的運用、師資力量建設、突出實踐教學地位以及開發仿真課件和網絡平臺、改革考核機制等措施進行探討，以適應過程裝備與控制工程“卓越人才”培養目標需要、適應市場需求。取得的經驗和成果可為同類院校相近專業開展卓越工程師教育培養計劃提供借鑒。

一、課程描述

《石油化工過程及裝備》是研究石化設備工藝設計和結構設計的專業課。該課程整合過程裝備流體力學、過程流體機械中流體力學基礎部分和機器工作原理部分、化工原理，并加入化工過程反應動力學，融入石油石化特色，形成了一門集流體力學、反應動力學、質量傳遞動力學、傳熱動力學和各類型石油石化裝備結構設計的綜合性課程，分上下兩冊，計劃學時為128學時。在裝備專業卓越工程師教育體系中，該課程不僅是學習后續課程及在各個學科領域中進行理論研究和實踐工作的必要基礎，是卓越工程師教育實訓環節之一――石油石化設備設計實訓的先導課程，而且對學生綜合能力的培養，提高學生專業素養以及整體的素質，為在未來的學習工作中提高科研能力和創新能力都起著重要的作用。因此，建設好《石油化工過程及裝備》課程對于進一步提升本學科培養水平及影響力具有重要的意義。

二、課程目前存在的不足

《石油化工過程及裝備》有堅實的資源基礎和建設經驗，但是要符合卓越工程師培養的要求，將單元設計捏合成有機的整體，并將各個資源合理搭配使用，仍然需要做大量的工作。

課程參考書目的建設。迫切需要在現有條件下，對《石油化工過程及裝備》課程參考書目進行整合和革新，以滿足卓越工程師培養計劃要求，符合課程發展和專業發展的需要。

石油化工過程及裝備實驗課程體系的建設，對流體流動和化工單元操作的實驗需要進行開發與整合，形成系列化的實驗教學體系，輔助學生對課程教學內容的消化與吸收。

課程多媒體資源建設。需要在化工原理，過程流體機械，和過程裝備流體力學基礎上，整合多媒體資源，革新教學CAI課件。

建設適合本課程的實踐教學條件和教學環境。在對課程內容進行整合和細化的基礎上，對課程設計進行調整，以實現對學生整體觀和大局觀的培養。

三、課程改革與實施

根據“卓越工程師”培養計劃要求，針對上述存在的不足，經過多次系內和課程改革團隊會議討論，研究和修改，已經完成了對課程的整合以及新課程教學大綱的建設工作。目前主要著力于課程教學內容細節的優化，并在石油化工過程與相應裝備應用間確立明確的邏輯關系，以其實現課程內的良好過渡，為學生更好的吸收、消化石油化工過程中所涉及到的單元操作基礎知識、計算分析過程和工程應用案例打下堅實基礎。在以上思路下，圍繞《石油化工過程及裝備》課程改革有如下實施路徑。

（一）提高案例分析在課程內容中的比重

《石油化工過程及裝備》工藝計算部分公式繁多，為了方便學生學習并掌握此門課程，通過導入案例、案例實際應用和完成大作業等方式，在教學實施過程中引入典型案例的方法。一方面以案例為切入點，引出相關的原理、技術等；另一方面根據實際案例分析來講解例題，使學生深入理解基本原理，更重要是讓學生掌握如何利用所學理論知識去解決工程實際問題。例如“導熱速率方程式”一講當中可選擇鍋爐導熱的案例，鍋爐爐墻屬于多層平壁導熱，里面爐管屬于圓筒壁的導熱，再比如選擇管道以黃夾克作保溫，若已知管道內外側的工業溫度，可讓同學們計算所需要多厚的黃夾克作保溫等實例。

（二）加強實踐環節，提高學生實踐能力

《石油化工過程及裝備》課程的實踐教學主要體現在課程匹配實驗、石油石化設備設計實訓和本科畢業設計這3個環節。安排必修實驗教學8學時。石油石化設備設計實訓當中包含一周的典型設備工藝設計，學生運用給定的工藝參數進行工藝計算，確定設備的特性尺寸。這一周課程設計和畢業設計中某些題目涵蓋了換熱器工業計算、塔設備工藝計算以及攪拌釜工藝計算等。同時聘請大慶石化、大慶油田設計院工程師作為學生校外指導老師，舉辦多次科技講座，為學生講授設備工藝設計過程等專題，并到油田、石化等單位現場各科室全面參觀學習。另外，吸收部分學生參與專業教師創新團隊的科研項目，對學生進行產學研結合教育，使其具有相應理論知識和較強實踐能力，使其成為為經濟社會發展服務的專門人才。

（三）研制課程仿真實驗課件、開發課程資源共享平臺

在“卓越計劃”實施的過程中，隨著高校視頻資源建設的逐步推進，如何使建設的資源得到充分利用成為探索的主題，而資源平臺的建設發揮著至關重要的作用。因此，在課程建設中，制作與實驗教學相匹配的仿真實驗課件，構建課程資源庫、開發課程資源共享平臺，實現資源的網絡化服務。學生可以在《石油化工過程及裝備》實驗課實際操作之前，在網絡平臺的CAI課件上進行學習操作方法、操作步驟，避免實際操作中出現問題。營造一種符合現場實際的仿真教學環境，輔助學生對課程教學內容的消化與吸收。平臺運行后，不斷革新技術、后期管理和維護具備可持續性，保證學習效果的積極性和長效性。

（四）建設一支適應“卓越工程師”培養要求的教師隊伍

“卓越計劃”必須以建設一支具有豐富實踐經歷、滿足人才培養要求的高水平教師隊伍才能保證“卓越計劃”的順利實施并取得預期成果。因此，師資隊伍方面，課程負責人在本專業具備豐富的教學經驗和現場實踐經驗，青年教師具備博士學位，課程團隊積極從事教學改革與教學研究，并針對本課程制定教學改革規劃，制定青年教師培養規劃，具體措施如下。

1.青年教師的培訓。鼓勵課程組教師參與國內外專業課程教學研討和訪問交流，并定期把青年教師送到外院校、設計院等單位進修培訓，積累現場工作經驗，為學生講授課程時以現場實際為導向，掌握本學科發展前景。

2.提高青年教師教學水平。教研室定期開展教學研究活動，省規劃辦、省高教學會立項時，鼓勵青年教師積極參與立項，要求青年教師撰寫教研論文。教研內容主要涉及本學科人才培養模式、課程體系設置等方面。通過學習和研討，讓相關教師具備堅實的過程設備設計、化工原理等專業知識，掌握所承擔的課程在教學環節中的作用，以及與其他課程的銜接關系。

3.青年教師講課比賽。積極推舉教師參加各級教學新秀評選和各類賽課活動，以此促進教師的成熟和教學進步。通過以上措施加強師資隊伍建設，從而更好地推動課程建設。

（五）考核機制的改革

本門課程采用多樣的考核方式，考查學生分析問題和解決問題的能力，不再采用單一的閉卷考試模式。課程組成員將《石油化工過程及裝備》考核分為閉卷考試占60%、平時成績占40%，平時成績由三部分組成：實踐部分20%、大作業10%、研究性學習10%。閉卷考試類型包括選擇填空題、分析題、計算題等。實踐部分主要用于考查學生的實際操作能力、合作學習能力等，這部分內容由實驗操作過程和實驗報告質量確定。大作業是案例教學的一個重要環節，學生通過完成大作業，提高其獨立思考能力與理論聯系實際的能力。研究性學習主要是學生加入裝備大學生創新團隊、參與教師所研究的科研項目，培養學生創新能力。

流體力學和化工原理范文第5篇

    1.1核心課程體系構建的原則

    欽州學院開設化學工程與工藝專業有良好的機遇,同時也有多方面的挑戰。要辦好欽州學院化學工程與工藝專業,貫徹學院打造五大品牌專業的精神,需要從緊密聯系北部灣區域經濟建設方面著眼,努力辦出具有石化特色的化學工程與工藝專業,重點建立一套緊密結合石化下游產業鏈、注重過程開發和工程實踐能力培養的核心課程體系。在核心課程設置方面,確立夯實專業基礎、強化工程意識、注重實驗技能、拓寬專業口徑,注重石化特色的原則。

    1.2核心課程體系的內容與相互關系

    所謂化工過程,主要包含分離過程和反應過程兩種過程。與這兩種過程緊密相關的一系列化工類課程共同構成了化工類課程的核心。按照“門數適宜,重點突出,相互支撐,形成一體”的要求,選擇化工熱力學、分離工程、傳遞原理、反應工程和化工工藝學等五門理論課以及與這五門理論課相關的化工專業實驗課作為核心課程,建設具有石化特色化學工程與工藝專業的核心課程體系,全力打造化學工程與工藝這一品牌專業。在這五門理論課程中,分離工程和反應工程分別研究各類分離過程和反應過程,它們構成了化工過程課程最核心的部分。化工熱力學是化工過程研究、開發和設計的理論基礎,是化學工程的重要分支之一,與化學反應工程、分離工程關系密切。化工熱力學的核心價值在于研究過程進行的方向和限度,為分離過程和反應過程提供相平衡、反應平衡數據,并對化工過程進行熱力學分析[1]。反應工程是與工程實際緊密聯系的課程之一,它廣泛地將化工熱力學、化學動力學、流體力學、傳熱、傳質以及生產工藝、環境保護、經濟學等反面的理論知識和經驗綜合于工業反應器的結構和操作參數的設計和優化中[2]。

    分離工程是化工專業基礎課程,講述的是如何將混合物進行分離與提純的學科。作為專門研究分離方法的分離工程課程對學生工程素養的培養有很重要的作用。該課程闡明了化工分離過程的本質規律,重點研究分離方法的工業化途徑,設備設計放大效應,最優分離路線的工業化,及最優操作條件。在選擇具體分離方法時,不僅要考慮技術上的可行性、經濟上的合理性,而且要考慮能耗、環保、設備放大和開發成本等諸多問題[3]。傳遞原理旨在研究化工動量、熱量及質量(俗稱三傳)的傳遞現象,用一種統一的觀點來處理三種傳遞現象,并研究動量、熱量和質量傳遞之間的類似性,是研究分離機理、分離效率和宏觀反應動力學的基礎理論,同時也是反應器放大研究的基礎理論之一。與化工熱力學不同,傳遞原理是一門探討傳遞速率的課程,它對過程開發、過程設計、生產操作、優化控制及過程機理研究都有重要的使用意義[4]。化工工藝學重在工藝過程的分析,即在特定條件下,進行分離過程、反應過程的比較選擇、整合優化。化工工藝學是大學基礎化學、化工熱力學、化工動力學、反應工程、分離工程等專業基礎可和專業課的綜合運用。化工熱力學和傳遞原理旨在加強專業基礎,化工專業實驗、反應工程和分離工程重在強化工程意識,化工工藝學拓展了專業適應面,可以突出石化特色。

    2核心課程體系的優化

    為了保障以上核心課程體系的順利實施,建議結合欽州學院化學工程與工藝現有的教學計劃,從下面幾個方面作出適當的調整。

    2.1加強數理基礎教學力度,適度拓展

    新世紀的工程人才必須有熟練應用數學、科學與工程等知識的能力,有進行設計、實驗分析與數據處理的能力。在兩年的教學實踐中,學生普遍反映數理基礎不夠扎實,一些數學問題不知所云,比如熱力學計算中要應用迭代法求解狀態方程、精餾過程計算、反映工程中的偏微分方程求解等等,問題大都源于數學基礎較薄弱。因此建議加開線性代數、運籌學、概率論與數理統計、數值計算、C程序語言、數學物理方法,流體力學等數理和計算機基礎課程。多所兄弟院校也早就開設了這些基礎課程。線性代數和運籌學的開設可以解決反應器設計過程的優化問題;概率論與數理統計是實驗數據處理和理解反應工程中一些基本概念的基礎;數值計算和C程序語言兩門課程是工科學生重要的基礎課程,加開這兩門課程也是落實我校化學工程與工藝專業培養計劃中對學生計算機水平的要求,對學生的就業能力的提高有好處;數學物理方法和流體力學是傳遞工程等課程的基礎,加開這兩門課程可以大大的提高學生工程數學能力,為就業和進一步深造打下更堅實的數理基礎。考慮到Matlab在科學和工程計算領域的突出作用,建議開設Matlab在化工中的應用的相關課程[5]。化工熱力學和化工原理是反應工程的基礎,故將化工熱力學和從第四、五學期調整至第三、四學期;化工原理和反應工程兩門課程共同構成了化學工程最核心的部分課程,將化工原理從第四、五學期調整至第二、三學期,反應工程從第三學期調整至第五學期,也是考慮到化工原理是反應工程的基礎。同時,將計算機模擬與仿真刪去,將其中的知識分散到加開的MATLAB在化工中的應用和數值計算這兩門課程中。從上表2中還可以看出,加開的課程中,突出了數理課程的基礎,同時,適度的拓展經濟和計算機相關的課程,也增加化工制圖和電工學等實踐性較強的課程,這對培養學生的工程實踐能力是必不可少的。

    2.2整合化工專業實驗

    為了整合學院教學資源,最大限度地利用現有的一切教學設備,建議從各門化學工程與工藝核心課程的專業實驗中選出一些經典的、與石化行業緊密相關的進行重新編排,單獨設置一門大學化工基礎實驗課程,分成三個學期展開教學。另外,考慮到傳統的化工專業實驗教材以單一驗證實驗為主,無法滿足新世紀綜合素質人才培養的要求,可將化工實驗按由淺入深的原則劃分成驗證型實驗、設計型實驗和綜合型實驗三個層次。盡量精簡驗證型實驗,增加設計型實驗和綜合型實驗。可以從教師的一些科研項目中選出一部分讓學生參與,將這些項目設計成設計型或綜合型實驗,這樣,通過學生的親身體驗科研過程,培養了正確的科研習慣,為學生的就業和進一步的深造打下好的基礎。