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提高化工热力学教学质量的几点思考

提高化工热力学教学质量的几点思考. 马迪 化学与环境工程学院 化学工程系. 全流程的最佳化设计和控制. 化工模拟系统. 吸收系统模拟. 反应系统模拟. 精馏系统模拟. 设备模拟化. 吸收塔计算. 反应器计算. 换热器计算. 精馏塔计算. 物性学和热力学. 表面张力计算. 导热系数计算. 密度计算. 粘度计算. 焓的计算. 化工热力学地位. 第六级 ：过程优化. 第五级 ：流程配置. 第四级 ：设备设计. 第三级 ： “ 三传一反 ”. 三传和反应工程学. 反应速度计算. 传质计算. 传热计算. 流体力学计算. 第二级 ：平衡计算.

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提高化工热力学教学质量的几点思考

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Presentation Transcript

  1. 提高化工热力学教学质量的几点思考 马迪 化学与环境工程学院 化学工程系

  2. 全流程的最佳化设计和控制 化工模拟系统 吸收系统模拟 反应系统模拟 精馏系统模拟 设备模拟化 吸收塔计算 反应器计算 换热器计算 精馏塔计算 物性学和热力学 表面张力计算 导热系数计算 密度计算 粘度计算 焓的计算 化工热力学地位 第六级：过程优化 第五级：流程配置 第四级：设备设计 第三级：“三传一反” 三传和反应工程学 反应速度计算 传质计算 传热计算 流体力学计算 第二级：平衡计算 化工热力学 露点泡点计算 相平衡计算 反应平衡计算 物料平衡计算 热平衡计算 第一级：物性常数和热力学性质计算 2014/10/4 2

  3. [存在问题]： • 理论性强，概念多，公式多，学生不易掌握 • 大篇幅的公式推导，让学生望而生畏 [课程目的]： • 掌握本课程的基本原理、应用及实验技能 • 了解学科发展动态 • 培养学习的严谨作风

  4. Outline • 理论联系实际 • 与时俱进 • 尊重传统 • 把握主线

  5. 理论联系实际

  6. 1.理论联系实际 日常生活相联系 冰箱的工作原理与空调是否相同？ 夏天打开冰箱门是否能当空调？ 空调与取暖器哪个更省电？ 液化石油气成分如何确定？ 石墨如何变成金刚石？

  7. 1.理论联系实际 与日常生活相联系

  8. 1.理论联系实际 与日常生活相联系 范德－瓦尔斯 卡末林－昂内斯

  9. 与其他学科相联系 1.理论联系实际 熵增原理 ErikVerlinde引力熵力说 宇宙的变化过程

  10. 与时俱进

  11. 常用的化工热力学软件 2.与时俱进 Aspen plus Simulis Thermodynamics HSC Chemistry

  12. 化工热力学软件 2.与时俱进 Aspen plus • 1976-1981年由MIT主持、能源部资助、55个高校和公司参与开发。 • 基于序贯模块法的稳态过程模拟软件。 • 1773种有机物、2450种无机物、3314种固体物、900种水溶电解质的基本物性参数。 • 丰富的状态方程和活度系数模型。

  13. 化工热力学教学软件的开发 2.与时俱进 • 一是电子教案，列出相关章节的重点、难点，及相应的习题。 • 二是计算功能，包括例题演示，公式设定，参数输入和计算结果。 • 具体环节可以这样实现： 首先以每一章为单元，布置一个用程序语言实现该章节中化工热力学计算作业，没有计算机编程基础的学生可以用文字描述计算的步骤。然后由编程能力较好学生或者专业的编程人员整理成一个小程序，最后由所有的学生来使用并给出反馈意见。这样，到学期结束，相应的教学软件基本成型。由于学生可以全程参与教学软件的研发，可以最大程度的激发学生的学习热情和兴趣。

  14. 尊重传统

  15. 3.尊重传统 [问题引出]： • 化工热力学是一门严谨的课程 • 课程中最主要的内容就是热力学性质的计算。 [解决方法]： • 通过日常的作业和课堂上的习题演练 • 让学生在做题过程中领会化工热力学的精髓 • 培养其严谨的学习态度和作风。

  16. 把握主线

  17. 4.把握主线 系统 封闭系统 敞开系统 均相封闭系统 非均相封闭系统 流动系统 相 均相敞开系统 平衡状态 2014/10/4 17

  18. 4.把握主线 第三章均相封闭系统的热力学性质 （EOS+Cp H U S） 给出物质的有效利用极限 第五章 非均相系统的热力学性质计算 第二章纯物质PVT关系 （P-V-T，EOS） 化工热力学的任务 给出能量的有效利用极限 第六章流动系统的热力学原理及应用 （H，S， Q，W，η） 第四章均相敞开系统的热力学性质及相平衡准则 （ ） 2014/10/4 18

  19. 4.把握主线

  20. 4.把握主线

  21. THANK YOU!

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