化學(xué)在工程中的應(yīng)用

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化學(xué)在工程中的應(yīng)用范文第1篇

1 綠色科技能有效減少溫室氣體的排放

目前主要造成溫室效應(yīng)的氣體是二氧化碳，從工業(yè)革命以前人們開始應(yīng)用含碳類的能源物質(zhì)開始，無論是科技生產(chǎn)還是工業(yè)生產(chǎn)，知道現(xiàn)代的科技，即便是已經(jīng)開始了全球化的大生產(chǎn)，每年都會由于生產(chǎn)而產(chǎn)生數(shù)十萬噸的co2，這些氣體被愛芳到大氣中，就是造成溫室效應(yīng)禪城的最根本的原因。而過去并未有相本文由收集整理應(yīng)的法律法規(guī)對此類問題進行規(guī)范，因此很長的一個時期，工廠對大氣的這種破壞是無需承擔任何責(zé)任的。

目前針對這一問題，很多化工企業(yè)都開始積極的開展新的技術(shù)，通過利用新技術(shù)以改善高co2氣體排放的現(xiàn)狀，隨著投入的加大，這種現(xiàn)象得到了有效的控制。甚至目前已經(jīng)在某些生產(chǎn)環(huán)節(jié)可以達到利用二氧化碳作為原料進行生產(chǎn)，以此降低其排放量。比如，尿素的生產(chǎn)過程中，化工企業(yè)就可以再生產(chǎn)中將co2進行收集通過一些反應(yīng)進行利用。這一工藝每年就可以減排數(shù)十萬噸的二氧化碳。

2 海水淡化預(yù)處理中綠色科技的應(yīng)用

水是生命源泉，無論是生活還是生產(chǎn)，最基礎(chǔ)的生存都離不開水。水作為社會發(fā)展的基礎(chǔ)資源，本身有具有著有限性，尤其是淡水資源。而隨著社會以及經(jīng)濟的發(fā)展，淡水資源曾經(jīng)的利用毫無章法和度，因此世界開始面臨了淡水危機這又一環(huán)境問題。中國雖然地大物博，但是相對于整個世界而言，是淡水資源最缺乏的國家之一，因此就需要尋找到可以解決這一難題的有效途徑，海水的淡化技術(shù)的產(chǎn)生和應(yīng)用不得不說是成為了解決這一問題的有效途徑。海水淡化技術(shù)在初期研發(fā)階段的應(yīng)用成本較高，只有少數(shù)發(fā)達國家才有技術(shù)以及資金使用，稱得上是奢侈技術(shù)，但是隨著科技的發(fā)展，海水淡化的應(yīng)用成本隨之降低，其開始作為一種普通技術(shù)為一些發(fā)展中國家引用并應(yīng)用。

淡化海水本質(zhì)上就是通過一些物理方法或者是化學(xué)方法將海水中的鹽分以及水分進行相互分離的過程。在對海水進行淡化的過程中不會對環(huán)境造成任何不良的影響，并且獲取海水對生態(tài)也沒有造成結(jié)構(gòu)上的破壞，這一點和目前我國提出的可持續(xù)發(fā)展的思想十分吻合，即滿足了自身的需要，同時也給后代留下了能夠發(fā)展的資源以及環(huán)境。這一點就符合了綠色科技的基礎(chǔ)理念，所以海水的淡化中的一個重要環(huán)節(jié)就是綠色化學(xué)工藝的應(yīng)用。而將這種綠色科學(xué)的理念同化工相互聯(lián)系的過程實則就是現(xiàn)代化工發(fā)展的重要方向之一。氫氧化鎂在海水的預(yù)處理淡化中產(chǎn)生，這種物質(zhì)不但環(huán)保可靠，并且成本較為低廉，具有簡單的操作工藝，同時不會造成換進的二次污染，在海水的淡化效果上又十分的明顯，因此應(yīng)用前景十分廣闊。

3 傳統(tǒng)香精香料生產(chǎn)中的綠色化工的應(yīng)用

香精香料不僅僅是我國日常添加劑之一，同時在國際市場上也是我國進行進出口的貿(mào)易組成主要內(nèi)容。作為日常化學(xué)產(chǎn)品之一，香精香料也受到了經(jīng)濟危機的影響，由于這種影響的逐步加深，經(jīng)濟蕭條的狀況開始蔓延整個世界，因此，隨著這一影響的加深，我國在香料香精的出動中，由于訂單的減少，受到了一定程度的打擊。

在深入地調(diào)查我國香精香料產(chǎn)品出口訂單銳減現(xiàn)象的原因之后，不難發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品中有害雜質(zhì)含量超標，是其真正并且主要的原因。造成有害雜質(zhì)含量超標的原因則在于生產(chǎn)工藝方面的缺陷。例如提取原料的成分在產(chǎn)品中有殘留以及包裝材料的使用不當?shù)仍颉Ｆ渲校崛≡系某煞衷诋a(chǎn)品中的殘留的問題，可以通過研究和開發(fā)新的提取技術(shù)來改變。包裝材料使用不當?shù)膯栴}，則應(yīng)通過加強企業(yè)和工廠的監(jiān)管力度，督促生產(chǎn)商家和企業(yè)反復(fù)試驗，選取符合有害雜質(zhì)含量標準的外包裝物等方法來改善。還要牢牢掌握我國香精香料產(chǎn)品的優(yōu)勢方面，不斷加強新技術(shù)的研究和其在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用，才能夠滿足生產(chǎn)出高質(zhì)量、低能耗的香精香料產(chǎn)品的要求。

4 綠色化學(xué)使可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略任務(wù)逐步向前推進

傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)，給我們的生活創(chuàng)造了非常豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)和能源。其在對人類歷史的發(fā)展進步的工程中所做的貢獻是不不忽略的。但是呢，又由于化工產(chǎn)品生產(chǎn)的原材料和生產(chǎn)過后的殘余物中，存在著大量的有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)又造成了很多環(huán)境污染問題以及生態(tài)平衡的失調(diào)。這樣，就又阻礙了社會經(jīng)濟的繼續(xù)發(fā)展。新世紀，面對嚴峻的環(huán)境污染所提出的挑戰(zhàn)，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略這種道路的選擇，成為了歷史的必然。

化學(xué)在工程中的應(yīng)用范文第2篇

關(guān)鍵詞：裂解原理；化學(xué)工程；概念；應(yīng)用

1.前言

近年來，裂解原理在化學(xué)工程中的應(yīng)用范圍正在逐漸擴大，究其原因離不開裂解原理本身的一些特點，這些特點決定了它在化學(xué)工程中的獨特作用，使其能夠在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)一席之地，并為我國國民生產(chǎn)總值的提高做出貢獻。對此，我們有必要針對裂解原理在化學(xué)工程過程中的應(yīng)用進行積極的研究和探討。

2.“裂解”的概念及內(nèi)涵

在化學(xué)工程的概念中，裂解指的是在熱能的作用下將某種高分子的化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌头肿拥幕衔铮摶瘜W(xué)過程又叫做熱解或熱裂解[1]。這一工藝往往應(yīng)用于石油化工的生產(chǎn)過程，它的發(fā)生溫度較高，一般在七百至八百攝氏度之間，有些特殊的裂解反應(yīng)甚至需要提供一千攝氏度的高溫才能進行，也正是因為超出裂化的高溫使得裂解反應(yīng)可以不同于裂化反應(yīng)達到更好的效果，比如它可以通過斷裂長鏈烴的過程將石油或石油氣的分餾產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)楸┗蛞蚁┑孺湡N較短的物質(zhì)。可以說，高溫是裂解反應(yīng)的必要條件。

依照反應(yīng)條件，裂解反應(yīng)大致包括以下幾種類型：首先是含水裂解。顧名思義，含水裂解就是指反應(yīng)過程中有水存在的裂解過程，一般包括對石油進行蒸汽裂化或是從有機廢料中提取出輕質(zhì)的原油，這些過程都需要或不排斥水分子的存在；其次是無水裂解。不像有水裂解需要或容許水分子的存在，無水裂解恰恰是不需要水分子才能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)過程。無水裂解的歷史由來已久，古代的時候，古人將木材變成木炭的過程就屬于無水裂解的過程。目前看來，這種裂解方式還可以用于塑料及生物質(zhì)能中液體燃料的制取；第三種類型是真空裂解。真空裂解控制的是化學(xué)反應(yīng)中的空氣含量，某些物質(zhì)在沒有空氣的情況下才能進行裂解。

3.裂解原理的工業(yè)用途

裂解原理在目前的化學(xué)工程中的應(yīng)用相對來說是比較廣泛的，起初的化學(xué)工程中，裂解反應(yīng)的原料主要包括柴油、煤油及石腦油等，不過隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展和化學(xué)理念的變更，重油逐漸成為人們更為倚重的裂解反應(yīng)原料。裂解的過程往往還會伴隨著環(huán)化、縮合以及脫氫等不同類型的化學(xué)反應(yīng)。

一般來說，我們可以將整個反應(yīng)過程分成兩個不同的階段。在第一階段的時候，裂解原料發(fā)生了初步的化學(xué)變化，會形成我們需要的目的產(chǎn)物，比如丙烯及乙烯等，這是一次反應(yīng)過程。第二階段的時候，是一次反應(yīng)的產(chǎn)物作為反應(yīng)物發(fā)生的二次變化，所以也叫做二次反應(yīng)，亦即丙烯及乙烯轉(zhuǎn)變成了二烯烴、環(huán)烷烴、芳烴及炔烴等的過程，甚至還有反應(yīng)更為徹底的，直接變成了焦炭和氫氣。經(jīng)過了一次反應(yīng)和二次反應(yīng)以后，人們獲得的裂解產(chǎn)物就比較復(fù)雜了，可以說是不同物質(zhì)組成的混合物。一般來說，裂解反應(yīng)受到溫度、原料及反應(yīng)時間的影響比較大，這三項因素的變化會導(dǎo)致不同的反應(yīng)產(chǎn)物出現(xiàn)。一般來說，化工生產(chǎn)中比較常見的反應(yīng)容器是蓄熱爐或管式爐，在這兩種反應(yīng)容器中，石油烴會變成芳香烴、炔烴及烯烴等小分子物質(zhì)，比如丙烯、乙烯、乙炔、丁二烯、甲苯及苯等。

目前的化學(xué)工程中，裂解原理一般用在化工產(chǎn)品的合成上，比如將二氯乙烯進行裂解以后，人們可以得到PVC，即聚氯乙烯。而聚氯乙烯是人們?nèi)粘Ｉ钣闷分斜容^常用的一種原材料，比如門窗、管材、板材、鞋底、玩具、文具、電線外皮及包裝盒等物品，都是由聚氯乙烯制成[2]，雖然除了化學(xué)工程領(lǐng)域的工作者及相關(guān)的研究者以外多數(shù)人并不了這些日常生活用品的合成過程。另外，在化學(xué)工程中，難免要出現(xiàn)一些化工廢料，對這些化工廢料的處理同樣離不開裂解反應(yīng)，因為它可以通過不同類型的裂解過程將這些化工廢料轉(zhuǎn)變成一些低害物質(zhì)以避免對自然環(huán)境的污染，甚至有些化工廢料還能夠在裂解反應(yīng)的作用下變成能夠被人們二次利用的新的化工原料，這樣就實現(xiàn)了資源的可持續(xù)利用，是低碳環(huán)保理念所提倡的一種化工生產(chǎn)方式。比如“合成氣”，經(jīng)過裂解反應(yīng)將部分化工廢料轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣蓺夂螅铣蓺庥挚梢猿蔀榘奔凹状嫉闹圃煸希庇质悄蛩丶案黝悘?fù)合肥、硝酸等的重要合成材料。

4.結(jié)語

裂解反應(yīng)是目前化學(xué)工程中應(yīng)用比較廣泛的一類化學(xué)反應(yīng)類型，它與人們的日常生活息息相關(guān)，為推動我國國民經(jīng)濟的發(fā)展及方便人們的日常生活做出著巨大的貢獻。作為化學(xué)反應(yīng)的類型之一，裂解反應(yīng)不可避免地受到一定反應(yīng)條件的制約并且也會有部分能耗的浪費，在未來的發(fā)展過程中，更新裂解反應(yīng)的技術(shù)工藝，創(chuàng)造低碳、節(jié)能、環(huán)保的裂解方式必然會成為化學(xué)工程發(fā)展的方向和目標。■

參考文獻

化學(xué)在工程中的應(yīng)用范文第3篇

關(guān)鍵詞：化學(xué)灌漿；防水

序言

伴隨著我國城市化進程的進一步加快，城市地下空間的開發(fā)利用已經(jīng)成為當今各城市發(fā)展趨勢，并成為衡量城市現(xiàn)代化的重要標志。伴隨著城市地鐵修建的熱潮，人行地道、地下車庫等配套設(shè)施的修建，地下工程防水問題日益突出。

在地下工程砼施工中，伸縮縫、施工縫的滲水及溫度應(yīng)力裂縫的處理一直是一個世界性難題。為了最大可能減少砼施工過程中各種裂縫的發(fā)生，在砼施工過程中，我們不斷在原材料的選用、工藝流程方面大做文章，并且不斷制定、優(yōu)化質(zhì)量保證體系和控制措施，以確保施工各環(huán)節(jié)完全受控，但往往不能達到我們的預(yù)期目標，在砼施工中還是不同程度的發(fā)現(xiàn)有各種缺陷產(chǎn)生。

化學(xué)灌漿就是砼缺陷處理的一種非常有效的補救方法，它能有效解決地下工程中因混凝土結(jié)構(gòu)缺陷包括接縫、施工縫、變形縫、蜂窩麻面及混凝土收縮等引發(fā)的滲漏水問題，止水防水效果顯著。由于化學(xué)灌漿技術(shù)有著其他防水技術(shù)方法所無法代替的優(yōu)點：應(yīng)用靈活、簡便、高效、快速并能夠迅速控制滲水，因此它在城市地下工程中被日益廣泛應(yīng)用。作為地下工程防水、堵漏的一項主要手段，化學(xué)灌漿防水技術(shù)正日益受到越來越多的關(guān)注和重視。

1　化學(xué)灌漿技術(shù)簡述

化學(xué)灌漿一般是指將由化學(xué)材料配制的漿液，通過鉆孔埋設(shè)灌漿嘴，使用壓力將其注入結(jié)構(gòu)裂縫中，使其擴散、凝固，達到防水、堵漏、補強、加固的目的。常用于修補較深的砼結(jié)構(gòu)裂縫。根據(jù)灌漿的壓力和速度，可分為高壓快速灌漿法和低壓慢速灌漿法。

2　作用機理

(1)對裂縫形成化學(xué)鏈結(jié)。

(2)對表面的孔隙形成高強度錨栓。

(3)高壓力的推擠下填充所有裂縫。

3　材料選擇

聚氨酯化學(xué)灌漿材料：它遇水后立即反應(yīng)，體積迅速膨脹，生成一種不溶于水、有較高強度和彈性的凝膠體。

聚氨酯灌漿材料分水溶性(親水性)和油溶性(疏水性)兩種。

水溶性、油溶性聚氨酯灌漿材料共異性分析：

(1)共性：二者都能用于防水、堵漏。

(2)異性：水溶性聚氨酯灌漿材料包水量大，滲透半徑大，固結(jié)體彈性好，最適合混凝土動縫的防滲堵漏；油溶性聚氨酯固結(jié)體強度大，防滲透性好，固結(jié)體彈性小，最適合混凝土靜縫的防滲堵漏及加固。

城市地下空間工程滲水屬于動態(tài)防水，故采用水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料。

水溶性聚氨酯灌漿材料物理性能：

(1)水溶性聚氨酯灌漿材料親水性好，包水量大，適用于潮濕裂縫的灌漿堵漏、動水地層的堵涌水、潮濕土質(zhì)表面層的防護等；

(2)水溶性聚氨酯具有良好的親水性，漿液遇水后自行分散、乳化、發(fā)泡，立即進行化學(xué)反應(yīng)，形成不透水的彈性膠狀固結(jié)體，有良好的止水性能。它能與水以某種比例混合(最高達1：40)，在注漿過程中使用是經(jīng)濟的。

(3)水溶性聚氨酯預(yù)聚體可加入20～40％的稀釋劑，而油溶性聚氨酯預(yù)聚體可加入10～20％的稀釋劑，前者的粘度為后者的1／4～1／6。

(4)水溶性聚氨酯對水質(zhì)適應(yīng)性強。不論海水、礦水、酸性或堿性水質(zhì)對漿液性能影響不大。

(5)水溶性聚氨酯與水混合后粘度小，可灌性好，固結(jié)體在水中浸泡對人體無害、無毒、無污染。

(6)水溶性聚氨酯對水的溶解度及親和力比其它化學(xué)漿材高，在流動水中，漿液不易被流動水沖散，固結(jié)體的固結(jié)面積反而擴大，且隨著動水流速的增加，其堵水面積而相應(yīng)擴大。

(7)水溶性聚氨酯反應(yīng)后形成的彈性膠狀固結(jié)體有良好的延伸性、彈性及抗?jié)B性、耐低溫性，在水中永久保持原形。

(8)水溶性聚氨酯漿液遇水反應(yīng)形成彈性固結(jié)體物質(zhì)的同時，釋放c02氣體，借助氣體壓力，漿液可進一步壓進結(jié)構(gòu)的空隙，使多孔性結(jié)構(gòu)或地層能完全充填密實。具有二次滲透的特點。

4　施工機具

主要施工機具有：注漿泵、止水針頭、電錘。5施工工藝

 

(1)定位：詳細檢查、分析滲漏情況，確定灌漿孔位置及數(shù)量。

(2)鉆孔：使用電錘等鉆孔工具沿裂縫兩側(cè)進行鉆孔，鉆頭直徑與注漿嘴(止水針頭)直徑一致，鉆孔角度宜≤45。，鉆孔深度≤結(jié)構(gòu)厚度的2／3，鉆孔必須穿過裂縫。但不得將結(jié)構(gòu)打穿(壁后灌漿除外)鉆孔與裂縫間距≤1／2結(jié)構(gòu)厚度。

(3)埋嘴：在鉆好的孔內(nèi)安裝灌漿嘴(又稱之為止水針頭)，并用專用內(nèi)六角扳手擰緊，使灌漿嘴周圍與鉆孔之間無空隙，不漏水。

(4)封縫：將洗縫時出現(xiàn)滲水的裂縫表面用水泥基防水材料(抗?jié)B1號堵漏型)進行封閉處理，目的是在灌化學(xué)漿時不跑漿。

(5)灌漿：使用高壓灌漿機向灌漿孔內(nèi)灌注化學(xué)灌漿料。當相鄰孔開始出漿后，保持壓力3～5分鐘，即可停止本孔灌漿，改注相鄰灌漿孔。

(6)拆嘴：灌漿完畢，確認不漏即可去掉或敲掉外露的灌漿嘴。清理干凈已固化的溢漏出的灌漿液。

(7)封口：用水泥基防水材料(抗?jié)B1號防水型)進行灌漿口的修補、封口處理。

(8)防水：用單組份pa防水膠將已灌部位涂三遍(底涂、中涂、面涂)寬度10～20cm，兩端各長出20～30cm。

6　應(yīng)用實例

杭州市天日山路益樂路口／紫金港路口過街地道工程設(shè)計采用全封閉防水，在基坑回填結(jié)束后，地下水位不斷上升，加上當時正值雨季，整個主體結(jié)構(gòu)完全被水浸泡，很快，主體結(jié)構(gòu)就出現(xiàn)了不同程度滲水，主要集中在明暗挖結(jié)合處、設(shè)備用房與主通道結(jié)合處、拱頂、樓梯地板等部位，出水點多達幾十處。為此，施工單位在廣泛調(diào)研論證后，決定采用水溶性聚氨酯注漿堵漏技術(shù)，對出水點全面堵漏。施工過程中，因舊的出水點已封閉，在混凝土薄弱處，新的出水點還不斷出現(xiàn)，然后再次進行注漿防水堵漏。在洞內(nèi)裝飾開始施工前，主通道內(nèi)的出水點已基本消失，取得了良好的效果。

化學(xué)在工程中的應(yīng)用范文第4篇

1、教學(xué)內(nèi)容的選擇

為適應(yīng)我院“培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才，服務(wù)地方經(jīng)濟社會發(fā)展”的要求，首先應(yīng)從培養(yǎng)應(yīng)用型人才角度出發(fā)，對《化工制圖》的教學(xué)體系進行研究，針對教材、教學(xué)課件等多個環(huán)節(jié)，探索并形成一種適用于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)體系;其次要注意結(jié)合生產(chǎn)實踐，選擇實際生產(chǎn)中具有代表性的設(shè)計題目，組織學(xué)生去安慶石化現(xiàn)場參觀，實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合的目標，能夠極大的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而能更好的培養(yǎng)其工程意識和空間想象能力;最后更注重實踐性教學(xué)，突出對學(xué)生空間想象能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。了解AutoCAD在化工制圖中的應(yīng)用，利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段來提高學(xué)生的繪圖技能。結(jié)合安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院培養(yǎng)目標和用人單位的需求，推進本課程的改革，提高其教學(xué)質(zhì)量，首先要合理規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，進行優(yōu)化設(shè)計。突出化工制圖的特點，將機器零部件、連接件和裝配圖以及化工設(shè)備圖、工藝流程圖和管道布置圖的表達特點重點講解;將國家和行業(yè)標準規(guī)范貫穿教學(xué)的始終;在注重理論教學(xué)的同時，還要加大實踐教學(xué)的力度，合理安排理論和實踐的教學(xué)比例。另外，AutoCAD是現(xiàn)代工程設(shè)計的一個主要內(nèi)容，以培養(yǎng)學(xué)生較為扎實的制圖基礎(chǔ)，具有空間思維能力、處理化工制圖能力，為后續(xù)課程設(shè)計服務(wù)為目的。

2、教學(xué)方法的改進

（1）板書、化工制圖多媒體課件和AutoCAD計算機輔助設(shè)計制圖三者結(jié)合的教學(xué)模式在教學(xué)模式上，根據(jù)內(nèi)容選擇不同的教學(xué)模式，如:首先從工程實踐中抽象出具有代表性的任務(wù)，使學(xué)生明確課堂的教學(xué)目標，引發(fā)學(xué)生積極動腦思考和激發(fā)學(xué)生的求知欲望;然后對給定的任務(wù)進行分析，啟發(fā)學(xué)生嘗試運用已掌握的知識解決新問題，引發(fā)學(xué)生深入思考和創(chuàng)造思維;接著再闡述相關(guān)知識，指出教學(xué)內(nèi)容的重點和難點以及相應(yīng)的解決方法;下一步進行課堂練習(xí)，讓學(xué)生舉一反三的運用所學(xué)知識解決問題，培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)造性思維，讓學(xué)生既動腦又動手，增強實踐能力和獨立解決問題的能力;最后進行課堂小結(jié)，總結(jié)要點和解決問題的方法途徑、注意事項，加深學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解。教師用黑板親自示范作圖步驟、作圖的思路以及規(guī)范等，可以引導(dǎo)和示范學(xué)生手工繪圖，例如，在畫六棱柱時應(yīng)該先畫定位軸線，再畫出上下兩個底面的三視圖，最后補全棱線。這樣有利于老師與學(xué)生互動，提高學(xué)生的動手能力。采用多媒體講授作圖，可以做到圖文并貌，并可以呈現(xiàn)二維圖形和三維模型之間的相互轉(zhuǎn)化，例如學(xué)生都感覺到換面法和截交線、相貫線很難理解，通過多媒體可以非常直觀，形象的表現(xiàn)出來，幫助學(xué)生建立空間的概念，提高空間想象力。采用AutoCAD計算機輔助作圖是現(xiàn)代工程設(shè)計中的一門基礎(chǔ)技能，在化工企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，它可以培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和快速處理工程圖樣的能力，從而進一步提高學(xué)生的實踐能力。

（2）化工制圖與課程設(shè)計相結(jié)合

《化工制圖與AutoCAD》是一門理論性很強的課程，如果只注重基礎(chǔ)理論教學(xué)，而忽視實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，則往往會造成實踐與理論的脫節(jié)，同時課堂教學(xué)的效果也不理想。充分利用各種實物模型，有機結(jié)合生產(chǎn)實際，走進工廠，加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在學(xué)習(xí)化工制圖的過程中，將課程設(shè)計中用到的繪圖知識貫穿始終，可以讓學(xué)生階段性的練習(xí)國標及行業(yè)規(guī)范的應(yīng)用，如何繪制工藝流程圖、零件圖及裝配圖等。對于復(fù)雜的塔器或熱交換器等化工設(shè)備，很難通過語言表達或文字敘述來表達模型演示的效果，這是可以充分利用多媒體工具，AutoCAD能迅速準確的繪制所需的各種化工制圖圖樣，而且具有強大的編輯功能，提高學(xué)生繪制各種化工工程圖樣的能力。這樣學(xué)生在后續(xù)的課程設(shè)計中就會對化工制圖的知識靈活運用。通過化工制圖與課程設(shè)計的結(jié)合，充分培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力和空間想象能力，通過啟發(fā)和誘導(dǎo)，對學(xué)生進行有效的培養(yǎng)和訓(xùn)練，為學(xué)生提供一個生動、形象的立體化教學(xué)環(huán)境，充分培養(yǎng)學(xué)生的空間思維和動手能力。

二、結(jié)語

化學(xué)在工程中的應(yīng)用范文第5篇

1.引言

化工原理課是高校化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、環(huán)境工程、制藥工程、生物技術(shù)等專業(yè)的一門理論性、實踐性很強的專業(yè)技術(shù)課。課程以工業(yè)工程應(yīng)用為背景；以單元操作過程為對象；以三傳一反為原理框架。它主要講授化工單元操作過程的基本原理、典型過程設(shè)備結(jié)構(gòu)，進行過程工藝設(shè)計計算、設(shè)備設(shè)計或選型及單元過程的操作分析，是理論與實踐密切結(jié)合的技術(shù)基礎(chǔ)課。化工原理是門實踐性較強的學(xué)科，而學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺乏生產(chǎn)實踐及經(jīng)驗知識，缺少對單元過程、設(shè)備的認識和了解。因此，學(xué)生普遍感覺此門學(xué)科的理論知識和計算方法抽象，不易理解；學(xué)生普遍反映課程學(xué)習(xí)起來較困難[1]。究其原因：首先，該課程的很多知識點是工程實踐直接經(jīng)驗化而來，其次，該課程綜合了物理化學(xué)、高等數(shù)學(xué)、化工熱力學(xué)、傳遞過程和反應(yīng)工程等眾多學(xué)科。再次，目前很多高校迫于政策調(diào)整，對這門課程的課時進行壓縮減少，使得這門課程的理論課時減少了10%左右[1]。因此，對于化工原理這門學(xué)科，尤其是學(xué)時少，學(xué)生學(xué)習(xí)起來更加困難。故針對少學(xué)時的專業(yè)，設(shè)計一套更為符合本門專業(yè)學(xué)生實際情況的教學(xué)計劃顯得尤為重要。

2.案例互動教學(xué)

化工原理是一門實踐性較強的課程，它和工業(yè)領(lǐng)域的實際操作過程有著緊密的聯(lián)系。由于化工原理中每個單元操作都面臨著復(fù)雜的實際問題。因此，使得學(xué)生學(xué)好這門課，建立起學(xué)習(xí)的興趣是必要的。為此，筆者在教學(xué)過程中摸索出了一種因材施教的新方法，即案例引導(dǎo)式教學(xué)。簡單概括為，在每一章內(nèi)容之前，介紹一個和本章關(guān)系較大的工業(yè)或者日常生活案例，案例需要具備一定的科學(xué)性以及需要用到本章原理去解釋[2]。在介紹過程中（展示形式多樣，可以口述，也可以以多媒體形式展示），適當?shù)牧粢恍﹩栴}，讓學(xué)生帶著問題去聽課，之后和學(xué)生就案例中的問題進行互動討論。以下筆者給出化工原理教學(xué)中可以用到的一些經(jīng)典案例，這些案例將有意于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生從易于理解的案例中獲得一些科學(xué)原理，從而建立起探索科學(xué)問題的興趣[3]。

3.傳熱案例

以家庭暖氣片為例：從房間內(nèi)暖氣片的換熱現(xiàn)象開始，以提問的方式引導(dǎo)學(xué)生。首先，介紹換熱片的傳熱原理，引出傳熱的第一種方式：熱傳導(dǎo)；接著，假設(shè)房間內(nèi)有空氣流動，如：風(fēng)扇強制空氣對流，這將使得傳熱速率加快、使得房間里遠處的人很受到溫度的升高，這就是“熱對流”。以上熱對流和熱傳導(dǎo)的定義已經(jīng)給出。再次，引出熱輻射。在自然生活中，熱輻射存在于很多地方，如：太陽對地球的熱傳遞，人能感受到熱量，這是由于太陽以熱輻射的方式向地球傳遞熱量。綜上，三大傳熱方式的簡單原理已經(jīng)解釋的較清晰了。傳熱的形式包括：熱傳導(dǎo)，熱對流，熱輻射[4]。本文將詳細講解傳熱案例。

熱傳導(dǎo)：熱量為什么會傳遞？換熱片溫度高，導(dǎo)致和換熱片接近的空氣溫度升高，高溫空氣分子能量較高，通過在無規(guī)則的碰撞分子之間發(fā)生能量傳遞，高溫的分子使得相鄰的低溫分子溫度升高，從而實現(xiàn)熱量傳遞。在密閉房間內(nèi)，假設(shè)無空氣流動，僅僅靠無規(guī)則的分子碰撞發(fā)生熱量傳遞，這樣的熱傳遞就是熱傳導(dǎo)。

熱傳導(dǎo)速率的影響因素：熱傳導(dǎo)是熱量傳遞的一種方式。熱傳導(dǎo)的速率有快有慢，這跟一些因素有關(guān)。傳熱介質(zhì)的性質(zhì)對熱傳導(dǎo)的速率影響很大，也可以用案例的方式來引導(dǎo)學(xué)生去思考，讓學(xué)生自己思考自己得出結(jié)論。這里給出一個日常生活的傳熱介質(zhì)案例來引導(dǎo)學(xué)生。不少學(xué)生都有游泳的愛好，可是為什么在水中明顯感覺較冷呢？為什么下雨天里，衣服被淋濕了，人體就明顯感覺冷呢？在學(xué)生的互動中可以得到很到答案，但是基本都會以非科學(xué)術(shù)語的方式回答。教師在解釋的時候需要注意學(xué)生對專業(yè)術(shù)語的理解能力。水和空氣都是一種傳熱介質(zhì)，氣體和液體的本質(zhì)區(qū)別體現(xiàn)在分子原子之間的距離上。液體分子之間的距離較近，而液體分子之間的距離要高于氣體分子多個數(shù)量級，因此在熱傳導(dǎo)時，氣體的熱傳導(dǎo)的阻力要遠高于液體。即氣體的熱導(dǎo)率要遠低于液體。由此，大體可以得到熱導(dǎo)率的對比：氣體

熱對流：一個比較簡單的例子，倒一杯開水放在桌子上，由于杯子里的水和周圍空氣的流動，使得水溫逐漸變得和周圍環(huán)境的溫度一樣了，這是熱的對流。如果在杯子上加個蓋，就把對流的道路擋住了。可是這杯水依然會變涼，只是時間長些。這是因為杯子有傳熱的性質(zhì)，這就是上面討論的熱傳導(dǎo)。在房間內(nèi)，起初無空氣流動，僅僅是熱傳導(dǎo)。若將電扇打開，增強空氣流動，空氣分子發(fā)生對流，此時可以和學(xué)生互動，讓學(xué)生來解答在有空氣流動和無空氣流動的時候哪種方式傳熱更快，即哪種方式更利于暖氣片散熱。學(xué)生的回答是前者，即有空氣流動的情況下更易于傳熱。此時讓學(xué)生闡述為何有空氣流動下更易于傳熱。從學(xué)生的闡述中可以了解學(xué)生對傳熱過程的興趣。接著教師點評學(xué)生的觀點。從學(xué)生的觀點里可以提取一些比較能容易讓學(xué)生接受的熱對流原理。將這些原理加入科學(xué)術(shù)語，學(xué)生會有較深的映像，因為這是從學(xué)生自己的思維理解里總結(jié)出的“為什么？”最后總結(jié)熱對流的基本概念。在有介質(zhì)對流的存在下，冷熱的介質(zhì)將熱量從高溫處傳遞到低溫處的現(xiàn)象稱為熱對流。在案例中，暖氣片周圍溫度較高，有空氣對流時，空氣的流動使得暖氣片周圍的熱空氣和遠處的冷空氣發(fā)生位移從而混合，導(dǎo)致冷熱流體發(fā)生傳熱，最后導(dǎo)致的結(jié)果是房間內(nèi)對流程度越大，房間平均溫度升溫越快。由此可以得出結(jié)論，同樣條件下，相比無空氣對流的情況，有空氣對流的傳熱效率更高傳熱更快[5]。

熱輻射：高溫的物體激發(fā)產(chǎn)生電磁波，向空間傳播，稱為熱輻射。太陽就是個很好的例子。陽光明媚戶外里人體為什么能感受到熱？這樣的問題看起來很簡單，學(xué)生的答案較多。熱輻射這個名詞聽起來較深奧，但是學(xué)生們知道太陽就是熱輻射的一個典型例子，就會對熱輻射不陌生。熱輻射有的地方需要加強有的地方需要減弱。可以適當例舉一些例子加以深化說明。減弱熱輻射的例子：很多工業(yè)管道上都有一層銀色的保溫層，這是為了減少熱輻射，防止管道內(nèi)熱量以熱輻射的方式向外傳熱。這是因為銀色物質(zhì)對熱輻射有反射作用，能將輻射出的熱量反射回去。在銀色的保溫層內(nèi)都有一層海綿層，這是為了減少熱傳導(dǎo)。增強熱輻射的例子：太陽能熱水器的受熱部位都涂有一層黑色的吸熱物質(zhì)。

熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射是傳熱的三種方式。在自然界和工業(yè)界里很多過程都是這三種傳熱方式同時發(fā)生的。為了將這三種傳熱方式結(jié)合起來讓學(xué)生理解，可以引出一個三種傳熱同時發(fā)生的例子。暖水壺是日常生活必需品，細心的同學(xué)會從暖水瓶的結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)暖水瓶保溫的原理。教師可以以互動的方式開始暖水瓶保溫原理的討論，讓學(xué)生組成小組，以小組形式討論最后得出結(jié)論。學(xué)生的結(jié)論可能較多樣，且不科學(xué)。教師此時將學(xué)生的結(jié)論綜合起來，寫在黑板上，以待對比。教師以口述和多媒體的方式講解暖水壺內(nèi)膽的結(jié)構(gòu)，從結(jié)構(gòu)圖上講解原理。

暖水壺的內(nèi)膽是兩層的玻璃，兩層玻璃都鍍上了硝酸銀，玻璃中間是真空的。玻璃內(nèi)層鍍硝酸銀的目的是為了降低熱輻射，使得熱水的熱輻射被反射回去。玻璃中間抽真空的目的是為了減少熱傳導(dǎo)，這是因為真空的熱導(dǎo)率最低。而水壺塞的作用就是將水壺內(nèi)外隔開，防止熱對流。而軟木是較好的絕熱材料，熱導(dǎo)率較低，故一般瓶塞都用軟木材料。接著提出問題，暖水壺能保熱，能否保冷？熱水瓶的功能是保持瓶內(nèi)熱水的溫度，斷絕瓶內(nèi)與瓶外的熱交換，使瓶內(nèi)的“熱”出不去，瓶外的“冷”進不來。如果在熱水瓶里放上冰棍兒，外面的“熱”同樣不容易跑到瓶子里，冰棍也不容易化。所以把熱水瓶叫做保溫瓶是科學(xué)的，因為它既能保“熱”，也能保“冷”。

4.案例互動教學(xué)的總結(jié)

在化工原理的教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)案例引導(dǎo)教學(xué)法特別適用于少學(xué)時的專業(yè)，因為這些學(xué)生不屬于化學(xué)化工專業(yè)，在化工的基本過程了解較少，教師需要較多的精力去引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生對化工原理感興趣。本教學(xué)方法尤其適用于理科功底較淺，高考調(diào)劑的學(xué)生，在非211的省屬高校里這樣的專業(yè)有很多，這些學(xué)生理科功底較差，學(xué)生無法在較短的時間里很快對化工原理產(chǎn)生興趣并跟上教學(xué)節(jié)奏。

參考文獻：

[1] 楊宗政. 化工原理教學(xué)方法探討[ J] . 中國輕工教育, 2008 (4): 59-61.

[2] 曾明榮, 曾慶友, 趙鵬. 化工原理實驗開放教學(xué)的研究與探索[J] . 實驗技術(shù)與管理. 2008 (10): 128~ 129.

[3] 曾永林，雷存喜，王鋒．化工原理實驗教學(xué)過程中的思考[J].化學(xué)工程與裝備，2009 (11): 189-193.