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在相關研究中表明CH3OOH單分子解離一般具有4種途徑,包括了碳氧鍵斷裂、氫氧健斷裂、氧氧健斷裂以及水分子消去[2]。研究表明在乙醇單分子解離過程中,對羥基進行測定(采取激光誘導熒光法),并利用CCSD進行計算可得出氧氧健的鍵能為42.6±1kcal/mol。兩條解離路徑主分別如下:
(1)產生CH3+OH,該路徑盡管具備了最低的解離能,但事實上產物的穩定性并不理想。
(2)將CH3OOH中的水分子消去從而獲取了較為穩定的產物,但是解離能較高,與單健解離能差值可達3.4kcal/mol。另外通過一系列實驗得到了CH3OOHCH3O+OH該步反應的反應速率常數為3*10^-11,其標準生成熱為-27.3kcal/mol。在298K條件下其生成焓為-30.1±1kcal/mol。H02與RO2反應也是有機化合物降解過程中十分重要的一個環節,其中就涉及到了自由基HOx的化學動力學反應機理。若該反應處于復雜單態勢能面時,其中合成反應將會占據主體地位,同時消去反應也具有重要的地位。當處于二級反應狀態時將會使CH3O2H、CH2FO2H產生解離,此時在羰基化作用的導向下會生成CH2O以及CHFO,而在這個過程中H2O事實上是發揮了催化劑的作用。CH3O2與HO2的反應則相對較為復雜,反應過程中會受到中間體的影響,另外過渡態的差異也會造成反應存在不同。以最基本的單勢能反應為例,會存在六種不同的路徑,其中將得到三種產物,分別為CH3O2H+O2、CH3+O3以及CH4+2O2。
經過振動模型整合分析得出其主要機理如下:圖1CH3O2與HO2的反應機理1若從三態勢能面上分析則存在兩種反應路徑并生成同一產物即為CH3O2H+3O2,其反應機理具體如下:圖2CH3O2與HO2的反應機理2在眾多反應當中CH3+HO2CH3OOH是研究領域中最受關注的反應之一,相關研究對該反應體系進行了深層次的分析。在逆反應CH3OOHCH3+HO2當中,出現氧氧鍵斷裂時,此時甲基分子將向氧原子提供一個H,在這個過程中將會存在一個四中心過渡態。另外若反應是基于氧氧鍵的斷裂所形成將從而得到CH3O+OH,此時該反應路徑便會并不會出現過渡態,真個反應吸收熱量為45.7kcal/mol。
二、過氧乙烷解離反應動力學分析
除了過氧甲烷之外過氧乙烷也是大氣中羥基的重要來源之一,其反應類型主要為光解反應,在光照條件下與部分氧化劑進行結合并效果好,反應主要影響因素為氧化劑名都以及反應速率。早期研究中將CH3CH2+O2反應路徑表達如下:CH3CH2+O2CH3CH2O2CH2CH2O2HCH2CH2+HO2,從上述反應流程來看這個過程中并未出現高級能壘存在。之后對該反應進行了進一步的分析并得到了更為詳細的路徑。Ignatyev認為上述反應一共存在三個路徑:(1)先得到CH3CH2O2,之后將分子內的乙烯去除。(2)在生成CH3CH2O2之后,通過分子內重組得到CH2CH2O2H,然后分子內發生消除反應得到CH2-CH2。(3)在O2氧化作用下將H提取出來然后進行重排獲得CH2CH2OOH。在最近的研究中發現當反應處于三重能勢狀態下時會得到CH3CH2O2H以及O2,該反應過程將放出大量熱,其中釋放出的部分能量將在包含多個原子的中體現,從而使其進入激發態,通過測定可得在解離過程中釋放能量可達250KJ/mol,然后在四中心結構過渡態下會使得碳氧鍵與氫氧鍵斷裂,就形成了CH3CH2+HO2路徑以及CH3CH2O2+H路徑。
三、結語
一 英語文學翻譯原則概述
隨著改革開放進程的不斷推進,我國對外交流活動達到了空前頻繁的盛況。英語文學是西方文化的瑰寶,而翻譯在跨文化交際、向國人介紹英語文學這一過程中起著十分重要的作用。何謂翻譯,翻譯就是用一種等值的語言文本材料去代替另一種語言的文本材料。由于中英文學在文化上的差異,使中西之間的跨文化交際形成一段障礙,而翻譯可以為中西之間的跨文化交際架起一座有效溝通的橋梁,可以在原文和譯文之間搭建一座有效的溝通途徑。而翻譯作為一種藝術,一種將原文翻譯、表達出來的藝術,需要技巧的幫助,需要技巧對其的潤飾,需要廣大翻譯工作者的不斷嘗試,需要廣大翻譯工作者的經驗總結。翻譯工作者所翻譯的作品,不可以對原文進行隨便地刪減,而需將譯作保持原意。對英語文學作品的翻譯是將英語復述出來,可以在變化詞句的基礎上改變原文的表達形式,但是不可以改變原英語文學作品的表達意義。英語文學作品的翻譯工作者,在語言把握的高度上,需要深入透徹地理解中英兩種語言文字;在選詞造句與措辭使用方面,需要絕對地遵循原作的意義,并且使譯文高度地符合原文的語言形式。換言之,從英語文學作品中翻譯過來的英文,不管在語言表達形式還是表達意義上,都必須使其與原文中的本文由收集整理英語保持高度的相似,而不可看起來像中文式的英文。英語文學中蘊含著豐富的文化因素,如何在翻譯英語文學作品過程中,準確地傳達其原文的意境和文化內涵,需要遵循一定的翻譯原則,這是獲得英語文學作品翻譯成功的關鍵條件之一。合理歸化原則作為英語文學翻譯的重要原則,在對英語文學作品進行翻譯的過程中,起著十分重要的作用。
二 英語文學翻譯中的“合理歸化”原則
著名美籍意大利學者韋努蒂于1995年發表的名著《譯者的隱身》中,首次提出了歸化的概念,他提出合理歸化是英語文學翻譯的一種極其重要的策略。歸化是指在翻譯中以目的語和目的語的文化作為依托,并以譯文和譯文讀者為中心的一種翻譯原則。在西方,歸化的翻譯傳統,是自古代的西塞羅以及隨后的賀拉斯、泰特勒等著名學者都比較認可的一翻譯原則,只不過當時并沒有將其作為一種翻譯原則以書面的形式表達出來而已。英語文學翻譯中的“合理歸化”原則,就是在英語文學翻譯中,把英語文化中讓讀者感到陌生的文化因素、成分轉化為中文讀者比較熟悉的中文文化內容,并始終著眼于中文文化,使廣大中文讀者也能夠像英語讀者一樣能夠全面、深入地感受到英語文學的文學藝術成就、感受到中文文化的妙趣,并使譯文在中文表達上更為符合廣大中文讀者的語言表達習慣。當代翻譯譯學研究的集大成者、美國知名學者奈達,站在社會語言學一級語言交際功能的角度研究翻譯,認為翻譯必須多站在讀者的角度,以讀者為服務的中心。他認為,任何信息如果不能真正地起到交際、交流的作用,那么信息將會變得毫無價值。例如,“whit as snow”作為一個普通的英語成語,在翻譯時應該如何處理?按著奈達的說法,世界上有不少地方的讀者都沒有見過雪,并且其源詞中也沒有雪這個詞匯,如果把其強制性地翻譯為“白如雪”,那么很容易形成翻譯中的“零位信息”,使對這詞匯的翻譯失去其應有的意義。因而,在對其進行翻譯的過程中,我們可以根據中文的語言表達習慣,將“whit as snow”翻譯為“白如霜”或者“白如蘑菇”,或者與此相似的引申義和喻義。照此類推,也可以將“spring up like mushrooms”翻譯為中文的“雨后春筍”,將“make hay while it is sunshine”翻譯為中文的“趁熱打鐵”。
從這個角度去考察英語文學中的信息,當對英語文學翻譯時,如果譯文中的信息不能夠很好地起到跨文化的交際作用,那么對英語文化的譯作,也就會是一次失敗的翻譯。因而,衡量英語文學翻譯是否成功,其首要條件之一,就是深入考察當廣大中文讀者在面對英語文學譯作時會有一種什么樣的反應,并對中文讀者的反應與原文讀者的反應進行一番比較,如果中文讀者的反應與英文讀者的反應有很大的相似性,那么這會是一次成功的英語文學翻譯。由此可見,合理歸化翻譯原則,在英語文學翻譯中占有極其高的重要地位,對英語文學翻譯的成功起著極其顯著的作用。
要想深入地了解英語文學翻譯中的“合理歸化”原則,我們還有必要共同探討一下歸化與異化之間的區別與聯系。合理歸化與異化的翻譯原則就像是孿生兄弟,在英語文學作品翻譯中起著十分重要的作用,在合理歸化與合理異化翻譯原則的配合之下,可以使譯文更為自然、透明、通暢,讓讀者感覺不到是在譯作。合理歸化與合理異化之間的區別可以追溯到更為遙遠的過去,因為它們二者與早期的直譯和意譯有關。異化主要是指在一定程度上去破除目的語的語言規范從而保留原發聲語中的異域文化特色。由此可見,英語文學作品中的合理異化翻譯原則,主要著眼于原文的英語文化,把英語文化成分近似地轉換為漢語的形式。在英語文學作品的翻譯中,采取合理異化的翻譯原則,它能夠原原本本地反映原作、原原本本地反映原文中的表現形式,以及保留原文中所要持有的英語文化內涵,因而,在英語文學翻譯中,通過合理異化翻譯原則的積極應用,可以指引不懂英語的人去了解英語文化中的文學作品藝術形式和異域人們的情感體驗。在英語文學翻譯中,主要持合理異化翻譯原則的是著名翻譯理論家韋努蒂,他從解構主要是翻譯思想出發,極力反對在英語文學作品僅僅關注譯文通順的翻譯原則,極力要在英語文學作品的翻譯語言上關注譯語言以及文化上的差異。從這個角度去看英語文學作品翻譯的“合理歸化”原則與“合理異化”原則,貌似它們二者之間有著不可調和的矛盾。英語文學作品翻譯中的合理歸化原則,要求譯文符合中文的語言表達習慣,以及中文的文化內涵,從而在行文流暢譯文的幫助之下,讀者能夠盡量減少發聲語中的文化色彩。從這個角度去看,合理歸化翻譯原則似乎與異化翻譯原則的目的背道而馳。其實不然,英語文學翻譯中的合理歸化原則與異化原則,都處于殊途同歸的境況之中。但是,在英語文學作品翻譯中,合理歸化的翻譯原則往往處于主導的地位,據有關翻譯專家學者對傅東華先生《飄》譯本中的翻譯策略研究表明,傅東華先生在《飄》中,主要遵循了目的文化為歸宿的原則,也就是主要地采取了合理歸化的翻譯原則,其中也少許遵守了合理異化的翻譯原則、運用了合理異化的翻譯策略,但是,在傅東華先生《飄》譯作中,合理歸化與異化翻譯原則的遵守,其目的無非是譯者傅東華先生為了實現翻譯的最終目的而做出的最佳選擇,合理歸化與異化在英語文學翻譯中并無孰優孰劣之別。
三 “合理歸化”原則在英語文學翻譯中的應用分析
“合理歸化”作為一種重要的翻譯原則,往往為廣大英語文學作品翻譯工作者所采用,它反映出一種英語文化符合譯語的文化價值觀,把原作者帶入到譯語文化中。在我國的英語文學作品翻譯中,采取合理歸化這一翻譯原則的例子數不勝數。
例如,我國著名英語文學翻譯家傅東華在翻譯英語名著《飄》時,就嚴格而恰到好處地遵守了合理歸化的翻譯原則,使這一英語名著全面而深入到廣大中文讀者中,是一部典型的成功英語文學翻譯代表作。在《飄》的傅譯本中,傅東華先生把作品中的主人公加上了具有典型中國傳統語言氣息元素的姓,將主人公翻譯為“郝思嘉”、“白瑞德”,并在傅譯本《飄》的序言中,對合理歸化這一翻譯原則的目的做了具體的闡述:在英語文學作品翻譯中,合理歸化翻譯原則的目的,就是要忠實于原文的趣味精神,而不僅僅追求于原文中的一枝一節。
與此同時,我國早期著名翻譯理論與實踐家錢鐘書先生認為,英語文學翻譯的最高理想就是合理歸化,將英語文學作品從英語文字轉化為中文文字的過程中,在不因語言習慣上的差異而暴露出牽強附會的翻譯痕跡的同時,還能夠完全地保留原英語文學作品中的風味,這就可謂是達到了英語文化翻譯的合理歸化境界。讓我們來看看錢鐘書對合理歸化翻譯原則在其譯文《安東尼和克里奧佩特拉》中的運用:
原文:“fie wangling queen——/whom every thing becomes,to chide,to laugh,/to weep;who se every passion fully striver/to make itself,in thee,fair and admired!”
錢譯:嗔罵,嘻笑,啼泣,各態咸宜,七情能生百媚。
通過分析,我們可以看出錢鐘書先生的譯文中采取了中文傳統的古體語言表達形式,巧妙地彰顯出了英語原文的神韻。因而,在英語文學翻譯中,合理歸化原則的遵循與運用,可以有效地彰顯譯者的再創造之美,給廣大中文讀者閱讀英語文學大餐時帶來理解上的便利,以及文學藝術上的審美享受,更有利于中文與英文之間的跨文化交際。
此外,我國著名的語言學大師老舍,在精通英語的基礎上成功地翻譯了蕭伯納的后期作品《蘋果車》。老舍在該翻譯作品中,對于稱謂的處理,堅持了合理歸化的翻譯原則,并巧妙地使用了合理歸化的翻譯策略,使原文中表面上溫文爾雅、實際上你死我活的勾心斗角的人物對話,生動形象地展現給廣大中文讀者。例如,《蘋果車》中的這句:“has he an audience?/no,maam…”老舍先生將其翻譯為:
王后:(有點不悅)“他有正式接見的通知嗎?”
龐菲理亞斯:“沒有,姑娘……”
讓我們來分析此例中老舍先生對合理歸化翻譯原則的運用策略。在西方的人本主義傳統文化中,“maam”這一稱謂一般是用于對女王、貴婦人、高級女軍官等的尊稱,如果翻譯為夫人或者女士,這對于王后的稱呼都顯得不夠貼切,而老舍先生將其翻譯為“姑娘”卻恰當好處地與原文中的意思等值。因為,與英國傳統平等的基督教文化不同,在中國傳統儒家文化中,姑娘是皇帝老婆的最高尊稱,在宮廷女人中具有絕對的最高地位,并且中國儒家傳統文化素來都強調“仁”、“禮”,要求稱謂能準確地表達出人的輩分、尊卑、貴賤等,因而,老舍先生將“maam”翻譯為“姑娘”,“姑娘”一詞巧妙地表達出了王后的尊貴地位,很好地遵守了合理歸化的翻譯原則,很好地忠實于原文的思想。
一、接受美學理論的內涵
接受美學也可以稱為接受理論,它的代表人物是20世界70年代初聯邦德國康斯坦茨大學的H.R.姚斯和W.伊澤爾,這一文學理論吸收了現象學、美學及闡釋學的精華,主張接受者的創造性和主體性,注重接受者的審美經驗對文學作品的調節,并且主張把接受者與創作者及作品放在同一水平下進行文學探究。對姚斯來說,文學作品的審美價值是和接受者的主觀體驗緊密關聯的,不能割裂來看,接受者要作為文學創作的主體來對待;W.伊澤爾也認為對審美問題的解讀必須通過接受者的認知才能更加完善。因此,在理解文學作品的過程中,接受者的角色不可忽視,他們并不是客觀的接受作品的內容,與此相反,接受者要積極主動的參與到文學作品的構建中。
二、接受美學理論下的英文化妝品商標翻譯法
(一)順其自然法
順其自然法相比于音譯法而言,翻譯者不用去構思一些別出心裁的語言文字。這是因為有的商標或品牌的名稱本身的文字并沒有特殊的淵源或者音韻美,僅僅是一些便于記憶的語言文字,所以在翻譯過程中,不用過于追求源語言所包含的內涵,只用保持源語言的表達意義即可。因此,往往會根據情況采用直譯法或者零譯法。
1.直譯法
所謂直譯法就是指把源語言按本來的意思直接翻譯為目的語言,但是不能違反漢語語言的語法,在目的語言中要保留源語言的全部意義,它的特點是商標翻譯要符合源語言的本來含義。如:國際知名品牌GUCCI公司推出的Envy香水就直接譯為“嫉妒”,雖然在漢語中嫉妒是貶義詞,但香水是針對女性這種消費群體,這樣的名字可以表達出品味獨特、與眾不同的韻味,并且也和十分吻合這款香水的廣告語:若讓別人妒忌,就該擁有嫉妒。。。,另如,澳大利亞的化妝品RED EARTH則可直譯為紅地球,給人們帶來一種另類、時尚的感覺。
2.零譯法
所謂零譯法就是指保持源語言,不翻譯的方法。這種翻譯方法在化妝品商標的翻譯中非常少見,只是在一些比較有特色并且易于記憶的英文商標中才使用這一方法。這種譯法可以使得這些英文商標在中國市場內獨樹一幟,更能吸引消費者的眼球。比較成功的案例有韓國的化妝品品牌The Face Shop,VOV,日本化妝品品牌Fancl,SK-II,DHC,ZA等。
(二)標新立異法
若是直譯法無法很好的表達出英文商標的特點,就可以不再糾結于英文商標本身的意義而采取標新立異法。既然不用考慮原商標字面的意義,翻譯者就可以運用發散性思維和創造性思維,獨辟蹊徑,銳意創新,給消費者帶來耳目一新的感覺。也就是說,標新立異法是意譯法的一種特殊形式,是在符合漢語語言文化和風俗的前提下為商標重新命名,盡管漢語譯名與英文原名的意義截然不同,但是卻可以表達出相似的含義。例如美國的保養品品牌Neutrogena被譯為“露得清”,這個商標的英文原名源自拉丁文Neutralis及Genus,這兩個單詞的合成詞意為創造自然的效果。在20世紀50年代,該品牌推出了一款“來自比利時的珍貴香皂”,該香皂以清潔皮膚而著稱。Neutrogena品牌一直以推薦適合皮膚的產品為核心理念,把Neutrogena翻譯為“露得清”,雖然與英文原文的聯系不大,但是恰如其分的表現出了該品牌蘊含的干凈透明、清潔皮膚的內涵。
化學反應微分截面的實驗測量能夠最細致地反映一個化學反應的本質特征,而通過求解在勢能面上運動的原子核的薛定諤方程來得到基元化學反應的微分截面則是量子動力學理論計算的終極目標。 在過去的幾十年間,經過包括中科院大連化學物理研究所楊學明、張東輝等研究組在內的科學家們的不懈努力,人們已經基本解決了三原子化學體系的量子動力學難題,能夠定量地計算三原子體系的微分散射截面。然而,從三原子體系發展到更多更復雜的反應體系,則是一個巨大的挑戰。作為向前發展第一步的四原子體系相對于三原子體系,體系的自由度從3增加到6,這意味著無論是勢能面的構造還是散射動力學的計算,從難度到計算量都有巨大的增加。譬如,對于勢能面的計算,如果每個維度計算100個位點,那么四原子體系的6個自由度相對于三原子體系的3個自由度,所需計算的位點數量就增加了一百萬倍!而每個位點的能量計算、勢能面的擬合等的難度和計算量都因為原子核和電子數量增加而急劇增大,由此可知量子動力學理論計算從3原子體系發展到4原子體系,困難之大超乎想像。 H2 + OH → H2O + H反應體系是四原子反應體系的基本范例,是燃燒化學和星際化學中的重要反應,其逆反應則是選?;瘜W的研究樣板。在過去的幾年間,大連化物所楊學明、張東輝研究組對該反應的同位素替代反應HD + OH → H2O + D進行了反應動力學研究。理論上,他們發展出一套非常有效的含時波包方法,能夠對六個自由度的四原子反應進行精確的計算,同時用更精確的方法構造了該反應體系的勢能面,從而完成了該體系的第一個全維量子態分辨的動力學計算。實驗上,他們采用高分辨的交叉分子束—里德堡氘原子飛行時間譜方法測量了HD + OH → H2O + D在不同反應能下的微分截面及其隨碰撞能的變化關系。實驗結果和理論計算結果高度吻合。 這是首次對一個四原子反應體系的態-態微分截面取得理論和實驗高度吻合的研究結果,是分子反應動力學研究的一個重要突破,也意味著大連化物所在分子反應動力學領域繼續牢固占據著國際領先地位。 該項研究得到了科技部和國家自然科學基金委的資助,研究成果發表在7月22日出版的美國《科學》雜志上(Science 333,440(2011))。(來源:中科院大連化學物理研究)
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[關鍵詞]化學反應;工程教學;知識框架;方法銜接
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2016)08-0121-03
化學反應工程是化學工程的一個重要分支和組成部分,以化學反應過程和反應器為研究對象,旨在進行化工反應技術的開發、反應過程的優化和反應器的設計與優化,屬于化學工程與工藝專業的核心課程。[1]本課程涉及物理化學、化工熱力學、化工傳遞過程、優化與控制以及數學、物理等多領域的知識,是集綜合性、工程性和理論性于一體的交叉性很強的一門學科。學生在學習本課程時,普遍感到理論抽象、數學推導繁瑣、工程問題多,不少學生認為化學反應工程是大學中最難學習的課程之一。[2]甚至,很多學生在學完本課程之后,其思維仍停留在繁瑣的計算公式中,不甚清楚所學知識的內在聯系和具體應用。盡管已有很多關于化學反應工程的教學、教改論文,在教學內容、教學方法以及考核方法等方面提出很多有益的建議和措施,但是仍有必要進一步的對化學反應工程的內容進行一個系統的梳理,構建一個明確、系統的知識體系框架,對一些容易混淆的概念、知識點予以廓清,并針對部分知識難點的教學提出一些建設性處理方法。鑒于上述原因,筆者經過多年的教學實踐,結合學生的反饋,獲得一些體會,希望能與同仁們進行交流,提升本門課程的教學效果。
一、構建課程知識體系框架
由于化學反應工程具有內容多、公式多、計算繁瑣的特點,很多大學生在學完本門課程后,留下的印象大多是大量、復雜的公式推導和計算,他們仍十分迷惑從這門課程中究竟學到了什么知識,所學知識有什么用?因此,在課堂教學時要力求避免純粹的繁瑣數學描述,著重進行基本概念、基本理論和工程觀點的闡述。這就有必要構建一個清晰、明確的化學反應工程的知識體系,讓學生清楚課程的核心目標以及不同章節知識點間的內在聯系,并不過多的糾結于復雜的數學計算,方能化繁為簡,更好的掌握本課程的知識。
圖1畫出了化學反應工程課程的知識體系框圖,涵蓋了課程的核心目標、研究對象及其間相互關系和主要章節內容。學習本課程的核心目標是能對化學反應過程進行正確分析,設計和優化反應器。基于此,還可開發新技術和設備,指導和解決反應過程開發中的放大問題,發展和完善反應工程學的理論和方法。工業化學反應總是在一定的反應器中進行,化學反應的特性(化學過程)和反應器的傳遞特性(物理過程)共同作用,影響到最終的反應結果。為了便于學習和研究,將反應特性和反應器傳遞特性分開來進行研究和闡述,在分別研究清楚之后,再進行綜合。這就需要研究清楚兩方面的內容:(1)化學反應特性,主要研究不考慮傳遞過程的本征動力學,屬于每一個化學反應的個性,是影響反應結果的內因,不同的化學反應體系具有不同的動力學表達式。按照參加反應的物相劃分,化學反應可分為均相反應和非均相反應。其中,均相反應的反應速率主要受催化劑、溫度、濃度(壓力)和溶劑特性的影響,在反應體系確定的情況下,其反應速率則可表示為溫度(T)和濃度(C)的函數關系,即:-ri=f(T,C)。而非均相反應總是發生在相界面上,其本征化學反應過程涉及多個界面過程(如:氣-固相催化反應包含表面吸附、表面反應和表面脫附三個串聯過程),其反應速率除受上述因素影響外,還受到反應界面大小的影響,在催化劑確定的情況下,仍可表示為-ri=f(T,C)。本部分內容主要涉及均相反應動力學基礎和非均相反應(多相催化催化)動力學基礎兩個章節。(2)反應器傳遞特性,主要是指反應器的熱量、質量傳遞(在壓力變化不大的情況下,一般不考慮動量傳遞)和返混特性,屬于反應器的共性問題,是影響反應結果的工程因素――通過影響反應器內溫度與濃度分布而改變反應結果。反應器按操作方式可以分為間歇式操作、連續操作和半連續操作。其中間隙式操作的所有流體質點具有同樣的停留時間,而不存在返混問題;而連續操作的反應器根據返混的大小程度則可以分為完全不返混的平推流反應器(PFR)、完全返混的全混流反應器(CSTR)以及介于二者之間的實際反應器。PFR和CSTR中的流體流動狀態是兩種理想的極端情況,稱為理想流動;而偏離上述兩種理想情況的流體流動(不管是否由返混造成)則為非理想流動,對于非理想流動通常通過停留時間分布函數和停留時間分布密度函數,并借助于一定的流動模型來描述其流動特征。本部分內容主要分為理想流動(部分書也稱之為均相反應過程)和非理想流動兩個章節。
反應器的傳遞特性與其中發生何種反應無關,故可以通過冷模實驗來研究大型反應器中的傳遞特征;而化學反應的本征反應動力學特性與反應器的尺寸、形式無關,則可以構建小型熱態實驗研究反應特性。這樣就可以比較容易的分別研究清楚反應器的傳遞特性和化學反應特性。鑒于反應器的傳遞特性會改變反應器的溫度場、濃度場,從而影響反應器內各質點的反應速率,進而又改變反應器內的溫度、濃度分布,二者相互作用、相互影響,影響最終的反應結果。因此,需要綜合考慮化學反應特性和反應器傳遞特性,通過數學模型法,聯立物料衡算式、熱量衡算式、動力學方程、動量衡算式和參數計算式,進行反應過程的分析(包括反應器的熱穩定性),從而設計新的反應器或對現有反應器進行優化。本部分內容主要涉及均相反應器(含反應器熱穩定性分析)和非均相反應器(主要包括固定床反應器、流化床反應器及多相流反應器)各章節??紤]到我校的化學反應工程教學課時為48學時,關于多流體相反應過程、聚合反應過程以及生化反應過程等章節的內容則不做課堂教學要求,感興趣的同學可以自學。
二、注重方法
關于教學方法在很多教學論文[3] [4] [5]中已有較好的闡述,在這里主要針對本門課程一些難點拋磚引玉的介紹幾個處理方法,希望有助于大學生學習和掌握相關內容,學會將所學知識進行移植、融會貫通。
(三)在化學反應工程中常常會涉及很多優化問題的求解問題
化學反應工程常常涉及串聯反應中間產物為目標產物時的優化操作時間,循環反應器的最優循環比,CSTR串聯反應器的優化組合,以及CSTR反應器的熱穩定性等問題。優化問題求解實際上就是求解極值,慣用的手段就是推導出關鍵函數與關聯操作變量的函數關系式,通過求導并令導數等于零即可求出最優操作條件。這是純粹的數學問題,學生往往覺得抽象、難以理解,并容易因抽象的數學公式而產生厭學情緒。這時,將關鍵函數與關聯操作變量在圖上示意出其變化趨勢,再結合關鍵函數的數學求導進行講解就很容易被學生理解、接受了。
三、知識的銜接與應用
化學反應工程是一門集理論知識和工程應用于一身的課程,貫穿化學工程專業的大學三年級及其以后的整個大學生涯。在化工專業的課程設置和能力培養上必須注重知識的銜接和應用。我校的化學反應工程課程安排在大學第六學期,同步開設了化工專業實驗,其中與本課程緊密相關的實驗主要涉及反應器停留時間分布的測定(包括管式反應器流動特性測定、多釜串聯返混性能測定)、多孔物質(催化劑)孔徑分布及比表面積的測定、甲基丙烯酸甲酯的本體聚合及其聚合反應速度的測定、活性炭吸附法脫除氣體中的有機溶劑蒸汽、煤炭反應性的測定、固體流態化實驗(含流化床干燥實驗)、超細粉體(碳酸鈣)的制備等(上述部分實驗屬于設計性的選做實驗)。通過實驗強化學生對非理想流動特征、反應器停留時間分布特征及其測定方法、反應速率測定方法、多孔介質上氣體吸附特征及其應用、實際反應器等的認識和理解,并能初步創造性的運用所學理論知識進行反應器的操控和數據的處理。第六學期期末即進行為期3周的化工生產實習,其中2周主要在燕山石化的煉油廠和化工廠進行,現場重溫各類實際化工反應器及其操控;1周在校內進行,可在新建的化工仿真實驗室進行石油常減壓蒸餾和催化裂化工段的仿真實習,熟悉各裝置的操控、調節和事故分析、處理,增強工程分析和解決工程問題的能力。每年舉辦的全國大學生化工設計競賽(自2007年開始舉辦,時間為每年的5月-8月)為化工類大學生提供了一個很好的培養和鍛煉創新思維、工程設計與實踐等多方面技能的實戰平臺。近五年來,我校化工專業學生均組隊參賽,參賽人數比例逐年遞增,今年的參賽人數達整個化工專業學生總人數(指化工專業三年級大學生,個別二年級優秀學生參與體驗但不組隊參賽)的65%。從2014開始,我校開始嘗試將本年度的化工設計競賽題目作為化工專業的專業綜合設計題目,一改使用多年設計題目的陳舊感,緊追化工領域的當前熱點,師生普遍反映效果良好。在化工設計競賽中的一大核心即是反應器的設計和模擬,有助于夯實化學反應工程學科相關知識,并學以致用。課堂教學――專業實驗――設計競賽――專業綜合設計這一系列教學實踐活動保證了化學反應工程知識的強化、吸收和從學到用的銜接。
四、結束語
綜上所述,對化學反應工程的教學除了常規的教學方法的改進外,尚需要從課程本身的特點出發,從第一堂課開始即要構建一個清晰、明確的課程知識體系,避免過多的糾結于復雜的數學計算過程。并且,在教和學的過程中巧妙的利用一些處理方法解決知識難點,起到融會貫通的作用。此外,教學院系在化工專業培養體系和課程設置上要適當注意專業知識內容的銜接和運用,力爭做到學以致用,學以會用。
[ 注 釋 ]
[1] 李寶霞.《化學反應工程》教學改革模式探討[J].高教研究與實踐,2012(4):33-35.
[2] 茍建霞,解勝利,賈冬梅.化學反應工程教學與改革[J].廣西大學學報(自然科學版),2008(S1):264-266.
[3] 尹先清,李賡.化學反應工程教學方法探討[J].長江大學學報(社會科學版),2010(5):32-33.