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《化工单元操作技术(上)》课程标准

《化工单元操作技术(上)》课程标准

课程名称:化工单元操作技术(上

课程代码:211309

总学时数:90学时

适用专业:应用化工技术、石油化工生产技术专业

第一部分:前言

一、课程性质

《流体输送及传热技术》是应用化工技术专业的一门专业核心课,其主要内容是以化工生产中的物理加工过程为背景,依据操作原理的共性,分成为若干单元操作过程,学习各单元操作的基本原理、基本计算、典型设备及生产中的操作控制方法。课程所涉的知识和技能在实际生产中具备很高的应用价值,是培养学生专业职业能力的一门必不可少的工程课程。

《流体输送及传热技术》要求综合运用基础化学、物理化学、化工制图等基础知识来分析和解决化工生产过程中的工程问题,在培养化工技术人才中担负着由理及工、由基础到专业的过渡,在培养学生运用工程观点分析、解决化工生产实际问题方面起着十分重要的作用,在应用化工技术专业的教学体系中处于承上启下、不可或缺的地位。

二、课程基本理念

本课程以“工学结合”课程开发的基本理念为指导,运用工作过程系统化的课程设计方法,基于工作过程序化课程内容、组织教学进程。在各种典型单元操作的教学过程中,突 出其共性规律和方法(如速率、推动力、阻力、传质单元数与传质单元高度等),通过上机实训(离心泵+加热炉)+离心泵操作+换热器操作+管路拆装实训等,帮助同 学们掌握化工单元操作中最基本的知识、规律、概念以及运用数、理、化等基础知识去研究解决实际工程问题的方法,并注重情感态度与价值观等方面的基本要求,突出学生职业 素养和职业能力的培养,提高学生的综合素质、就业竞争能力和社会适应能力。

三、课程设计思路

从人才培养目标出发,认真剖析人才培养的知识、能力、素质三个层面的相互关系, 以师资队伍建设、实验室建设为重点,积极进行教学改革,优化课程体系与教学内容,注重能力培养,重视现代化教学手段的运用,构建当代科技和社会发展需要的新的课程体系。 课程教学内容方面,强调共性规律和方法。化工原理课程已形成许多基本概念和方法,在各种典型单元操作的教学过程中,突出其共性规律和方法(如速率、推动力、阻力、传质 单元数与传质单元高度等),帮助同学们掌握化工单元操作中最基本的知识、规律、概念以及运用数、理、化等基础知识去研究解决实际工程问题的方法。

本课程教学活动分为理论教学、实验教学、仿真训练和课程设计四大部分,12个教 学模块。每一模块以化工过程单元操作为主线,结合化工生产常用设备、电器及自动化的相关知识,包含每个化工单元操作的简介、技术应用、操作依据、设备构造、操作方法、 常见故障分析处理等内容,从而培养学生单元操作的岗位技能和技术应用能力。

第二部分:课程目标

总目标:

通过本课程的学习,使学生获得常见化工单元操作过程及设备的操作技能、基础 知识和基本计算能力,并受到足够的操作技能训练和职业素质培养,为学生学习后续专业课程和将来从事工程技术工作,实施操作控制、工艺调整、生产管理奠定知识、 技能、态度基础。

知识目标:

能正确理解各单元操作的基本原理;

掌握基本计算公式的物理意义、使用方法和适用范围;

了解典型设备的构造、性能和操作原理,并具有设备初步选型及设计的能力。

技能目标:

熟悉常见化工单元操作的操作方法;

掌握主要单元操作过程及设备的基本计算方法;

具有查阅和使用常用工程计算图表、手册、资料的能力;

初步具有选择适宜操作条件、寻找强化过程途径和提高设备效能的能力;

具有安全、环保的技能和意识;

具有从过程的基本原理出发,观察、分析、综合、归纳众多影响生产的因素,运用所学知识解决工程问题的学习能力、应用能力、写作能力、创新能力、协作能力。

方法学习目标:

养成良好的学习习惯和适合个人的高效率学习方法;

能自定目标、自我监督、自我评价、自我改进和调整;

善用搜索引擎、网络资源和图书馆资料;

高效获得所需数字信息,解读并做分类、汇总、统计、计算等 整理,并在计算结果的基础上发现问题并做出一定评价与结论。

社会能力目标:

有良好的道德素质、身体素质和心理素质;

能从容交谈、发言、讨论、演讲、报告和书面表达;

养成自信、守信、尊重、宽容、公正、公平、担责、坦诚等素养;

能综合运用所学知识和技能,以高度的责任心和积极探索的态度,创造性地解决生活和工作中面临的新问题,适应未来不断变化的需求;

革新创新能力:能针对事物现状,以创新思维和技法为主要手段,通过提出改 进或革新的方案,勇于实践并能调整和评估创新方案,以推动事物不断发展;

第三部分:课程内容和要求

一、课程内容及要求

在企业调研的基础上,《流体输送及传热技术》根据化工类专业的人才培养目标和本课程面对的实际工作岗位和工作任务,安排本课程的教学内容:以原《化工原理》课程内容为基 础,将《化工装备》、《电器与仪表》的相关知识进行有机融合。课程内容共分3个教 学模块,课程模块以化工生产职业岗位作业流程、工作任务为导向,根据生产 技术的功能与用途不同,按企业的具体职业岗位的职能而设置。每一模块以化工过程单元操作为主线,结合化工生产常用设备、电器及自动化的相关知识,包含每个化工单元操作 的简介、技术应用、操作依据、设备构造、操作方法、常见故障分析处理等内容,通过离心泵、离心式压缩机、列管式换热器、管式加热炉等仿真实训、传热操作实训、流体输送操作实训、管路拆卸实训、管路安装实训,从而培 养学生单元操作的岗位技能和技术应用能力

具体内容及要求如下:

绪论

教学目的:对本课程有总体的了解,清楚本课程的性质和任务及单元操作在化工过程中的 地位。

基本要求:掌握单元操作处理问题的方法,了解本课程与相关课程的关系。掌握各单元过程及设备开停工及事故处理的仿真操作。掌握管路拆卸实训、管路安装实训,流体输送操作实训

重点与难点:单元操作概念;基本研究方法;工程观点。

教学内容:化工过程与单元操作;基本研究方法;过程的衡算、平衡与速率;工程观点。

考核要求:了解本课程与相关课程的关系。

模块一:流体流动及输送

教学目的:学习流体流动的考察方法。掌握流体在静止和流动时的质量和能量守恒规律及 应用。了解流体流动时的内部结构。掌握流体流动阻力损失的原因及其计算方法。掌握流体输送管路的计算及流速和流量的测定。了解化工生产中常用的流体输送设备的结构,掌 握其工作原理和选用。

基本要求:要求学生能明确各个基本概念,对连续流动过程中各个系统能进行物料、能量 衡算;能灵活地使用机械能衡算式解决实际中的各个问题。了解流体输送机械在化工生产中的作用;掌握离心泵的结构、工作原理、主要性能参数、特性曲线及其应用、泵的安装、操作注意事项、泵的选型;掌握离心泵的流 量调节、串并联特征;了解其它类型的液体输送设备,如往复泵、旋转泵、计量泵等。了解气体输送设备的工作原理、特点及主要性能参数。

重点与难点:流体静力学基本方程及其应用;连续性方程,柏努利方程及其应用;管内流 体流动助力;管路计算。难点:机械能衡算式——柏努利方程;复杂管路的计算。离心泵 的特性曲线;离心泵的安装高度;离心泵的工作点;离心泵的选用、安装和操作;气体输 送与压缩机械。离心泵的特性曲线;离心泵的工作点。

教学内容:

1.1流体静力学基本方程及应用

1.2流体在管内的流动,流速流量的概念计算,连续性方程,

1.3流体的流动现象,粘度概念,雷诺实验及流体流动状态判断,

1.4流体在管内的流动阻力,摩擦因数的计算,局部阻力直管阻力计算方法, 阻力实验。

1.5管路计算,分支管路,复杂管路,直管路中能量衡算,及相同点不同点。

1.6流量测量,孔板流量计,转子流量计,测速管,文丘里流量计的工作原理及优缺点

1.7液体输送机械:离心泵,往复泵,液体作用泵,旋转泵等泵的工作原理结构及操作注意事项,离心泵的开停工仿真操作

1.8气体输送和压缩机械:抽风机、鼓风机、压缩机、真空泵的结构及工作原理操作注意事项,压缩机的开停工仿真操作。

1.9流体输送操作实训;管路拆卸实训、管路安装实训

考核要求:掌握流体在静止和流动时的质量和能量守恒规律及应用。了解流体流动时的内 部结构。掌握流体流动阻力损失的原因及其计算方法。掌握流体输送管路的计算及流速和流量的测定。了解化工生产中常用的流体输送设备的结构,掌握其工作原理、安装高度计 算和选用。

模块二:传热

教学目的:掌握三种传热方式的基本定律和计算方法。重点掌握对流传热及其计算。了解 换热器的类型、结构。掌握列管式换热器的结构、设计及选用。了解新型换热器的结构及原理。掌握强化传热的途径。

基本要求:掌握传热方式的基本定律和计算方法。重点掌握对流传热及其计算。了解换热 器的类型、结构。掌握列管式换热器的结构、设计及选用。了解新型换热器的结构及原理。掌握强化传热的途径。

重点与难点:热传导;对流传热;传热过程基本方程;换热器的计算;管壳式换热器的设 计和选用。难点:传热过程基本方程。

教学内容:

2.1概述:传热在石油化工生产中的作用,传热的三种方法比较

2.2热传导:付立叶定律,热导率的概念及各种物质热导率的比较,单层多层平壁圆筒壁热传导的计算。

2.3对流传热概述:对流传热的分析,对流传热速率方程,对流传热系数与导热系数比较

2.4传热计算:热量计算的三种方法,热量衡算,传热速率方程及应用,换热器的选择及设计。

2.5对流传热系数关联式:有相变无相变时,管内管外,圆形直管非圆形直管,弯管等各种情况下对流传热系数的经验关联式及影响对流传热系数的因素。

2.6辐射传热:辐射传热的概念,黑度物体的辐射能力计算,两物体间的辐射计算,对流辐射联合传热,加热炉的开停工及事故处理仿真操作2.7换热器,结构,各种类型比较,换热器的操作,换热器的开停工及事故处理仿真操作

2.8传热操作实训

考核要求:掌握传热基本方式,了解热传导的计算,掌握传热的计算,掌握对流传热系数 的计算,掌握换热器的设计选型。

模块三:蒸发

教学目的:掌握蒸发的基本概念和单效蒸发的原理。

基本要求:掌握蒸发的定义、类型、流程和单效蒸发的原理。

重点与难点:蒸发的流程与原理。

教学内容:5.1蒸发设备 5.2单效蒸发

考核要求:掌握蒸发的基本概念、蒸发流程和单效蒸发的原理。

思考题(作业):

二、课程实践教学

实践、实训教学内容根据职业能力的培养要求而制定(表1),本课程按照“行为导向”、 “技能强化”原则,采用理实一体化教学,按专业单项技能、综合技能、岗位操作技能分层 次在三个环节中完成。课程实践性教学与理论教学完全融合,其内容达到60%。

表1实训基本情况

项目

内 容

目的与要求

管路、机泵 拆装实训

管路装配、运行;

机泵拆装

识图、绘图

进行管线的选材、裁剪、组装、试压、 冲洗、运行及拆除操作

阀门、泵和风机的拆装

化工单元操作实训

流量计的使用;流体流动 参数调节;离心泵的使用; 传热操作

了解操作的目的、原理、流程及设备、 步骤

设备操作、数据采集及处理、结果并讨 论

交操作报告

仿真操作实训

化工单元操作的开车、调 节与控制、停车与事故处

正常开车、停车

事故处理

工艺参数的调节、控制

化工生产实习

生产流程、工艺原理及操 作方法的了解、认知

掌握实习现场的生产流程、工艺原理及 操作方法

了解主要设备的类型、构造和使用方法

掌握工艺控制参数与调节手段

熟悉生产的组织、运行与管理

化工设备设计

化工单元操作的装置设计 和设备选型

确定和论证设计方案

计算主要设备的工艺参数

对设备进行选型

绘制工艺流程图

三、课程考核

(一)考核标准与内容

1、以体现职业能力为核心的课程考核标准;

课程考核注重考查学生利用工具书查阅图表、选择工艺流程和设备类型、操作管理设 备、优化生产参数的能力;试题以联系工程实际的题目为主,考查学生利用已学知识分析问题、解决问题的能力。

2、按课程模块考核,内容包括学生的知识、技能与态度等。

根据《湖南化工职业技术学院关于提高教学质量的实施意见和办法》(化职院[2005]44 号),我们改革课程考试评价办法,将素质教育贯穿于课程教学过程,实施考察知识、技能、态度并举的综合考核评价体系,课程的每个单元模块均及时进行考核,考核成绩记入

平时成绩内。

(二)考核方式与主体

课程考核形式为笔试,上机仿真考试,传热操作实训、流体输送操作实训考试,采用教考分离的方式,组织参加一年一次全国化工操作技能大赛。同时鼓励同学撰写科技小论文、实践经验总结报告和传热操作实训、流体输送操作实训时通过改变条件获得新的数据,并以附加分的方式计入课程总分。 课程总分包含形成性评价(素质、技能、态度、笔记或报告)与终结性评价(期末考试成绩)两部分,评价比例为5:5。考核组成员由校内教师、现场专家及学生代表共同组成, 成员人数不低于3人。

教学内容 (模块)

学时

综合实践

绪论

2

管路、机泵拆装实训 一周

生产认识实习一周

操作仿真实训两周

 

流体流动

36

传热

34

蒸发*

8

四、学时分配

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第四部分:实施建议 

 

一、教材编写与使用建议

(1)必须依据本课程标准编写教材,教材应充分体现基于工作流程的课程开发理念,突出任务引领、实践导向的课程设计思想。

(2)按完成工作项目的需要组织教材内容。课程内容突出对学生职业能力的训练,融合相关职业资格标准对知识、技能和态度的要求。

(3)“项目”最好是依托“工学结合”取材于来自企业的真实工作任务,也可以是结合 实际的模拟工作任务。如在对牛头刨床进行机械系统分析和带式运输机传动装置设计的 “虚拟职业活动”中引入必需的理论知识,在工作中学习,在学习中提高,学会机械设计的一般方法。

(4)教材应图文并茂,表述必须精炼、准确、科学。

(5)教材内容应体现先进性、通用性、实用性,要将本专业新技术、新工艺、新设备及时纳入教材,使教材更贴近本专业的发展和实际需要。

(6)教材中活动内容的设计要具体,并具有可操作性。

参考教材及资料:

1、李微主编.流体流动与传热技术.化学工业出版社.2011年10月第1版

2、王绍亭陈涛主编  化工工人岗位培训教材:化工单元操作过程.化学工业出版社.2009年9月第1版

3、朱淑艳主编  化工单元操作(上21世纪高职高专十二五规划教材) 天津大学出版社 2011年2月第一版

4. 李居参主编  全国高职高专教育十一五规划教材:化工单元操作实用技术,高等教育出版社2008年6月第一版

建议教材及教学参考书:

夏清等编,《化工原理(上、下册),天津大学出版社,2006年出版

谭天恩、麦本熙、丁惠华编,《化工原理》,化学工业出版社

周荣琪、雷良恒编,《化工原理学习指引》,化学工业出版社1996

陈敏恒,丛德兹,方图南编,《化工原理》,化学工业出版社,1990

陈维纽主编,《传递过程与单元操作》,浙江大学出版社,1993

二、教学建议

1、按照“教、学、做、评”合一的原则,坚持以学生为主体,通过任务驱动、项目导向、 启发式、讨论式、提问切入式、双向互动、精讲多练和归纳总结等方式促进课堂教学。

2、采用理实一体化教室授课,利用多媒体、仿真、实物模型、实训室、实践基地、化 工素材库等创设与真实工作环境相一致的学习情境;充分利用开放式、内容丰富的精品课程网页。

3、在教学中通过实训,现场教学、课堂讨论、案例教学、课外作业和课程设计等,做 到理论联系实际,使学生将掌握的知识向实践能力转化;要在讲授知识的同时,十分重视学生智力的开发和能力的培养,要把学生在教师指导下独立获取知识和分析解决问题等能 力的培养贯穿在教学的各个环节之中,使讲授知识与培养能力相统一。

三、教学评价

(一)对学生的评价

改革传统的学生评价手段和方法,不仅考核学生的专业能力,还应关注学生社会能 力和方法能力的培养。采用课程综合考核评价体系,制定科学合理的评价标准,遵循的原则是:

1、重视发展创新,淡化甄别与选拔,实现评价功能的转化;

2、突出综合评价,关注个体差异,实现评价指标的多元化;

3、增大质性评价,定性与定量相结合。实现评价方法的多样化;

4、倡导学生参与,自评与他评相结合,实现评价主体的多元化;

5、科学分配权重,规避主观臆断,实现评价结果的合理化;

6、把握指标体系,外显评价标准,实现评价操作简约化;

7、注重过程考核,形成性评价与终结性评价相结合,实现评价重心的转移;

(二)对教师的评价

按照学校相关规定进行。

(三)对课程体系的评价

按照《基于工作过程高职项目课程建设工作条例》评价。

四、课程资源的开发与利用建议

(一)建立教学资源库

1.充分利用已有的各类教学资源,选用符合教学要求的录像、多媒体课件、电影、资料文献、企业生产现场参观等资源辅助教学,以提高教学效率和质量。 

2.针对教学的需要和难点,对理论性强,较为抽象的内容;技术性强,学习能力滞后的内容;尚未开发但能切实提高教学效率和质量的相关教学资源,组织力量,开发相应的影像资料、多媒体 课件、PPT 文本资料等辅助教学资源。发挥我院联合优势,逐步实现资源共享,共同提高。

五、其它说明

(一)本标准是根据学校化工技术类专业教学计划而制定的。

(二)根据本课程的教学目标,本标准规定了学生必需掌握的基本知识、基本理论、基本 技能及实践训练。其中打*号的部分供不同学制和不同专业选学。至于教学顺序,可由任课教师自行决定。

(三)本课程的教学总时数为300学时。课时分配表是一个指导性方案,教学过程中,在保证达到教学基本要求的前提下,在执行本大纲时,任课教师可根据专业特点和课时安排具体情况,作适当调整。

        

系部名称:石化技术工程系                        日期:2013年4月10日

编制人:徐丁丁      审核人: 肖宜春      审定人:黄建华    审批人:孙  雷