淺議化工原理的設計最優化

孫楠　郭建敏

摘 要：化工原理課程是重要的基礎性課程之一，在進行其課程設計的過程中要針對科學選題、指導性加強、工程能力培養進行提高，并且科學的使用現代計算機軟件，對設計進行優化，使學生在學習的過程中能夠更好的吸收化工理論，為步入實際工作中的創新精神和工程意識的培養打好堅實的基礎。

關鍵詞：工程思維；設計思維；優化

1 前言

作為化工專業的基礎性學科，化工原理是需要較強的實踐性才能完成的，在進行設計的過程中學生能夠對設計的程序和方法進行學習，并且同時提高學生的閱讀和文獻查找能力，使學生能夠更好的解決問題，并且將其專業知識利用到實踐應用的過程中。

2 化工原理課程存在的問題

化工原理課程主要培養的是學生的設計能力和工程意識使其能夠更好的完成化學專業的學習，為未來步入實際工作提供幫助，但是就目前的化工原理設計教學中來看，設計題目在參數、設計形式、條件理由上千篇一律。學生在這一過程中只需要對公式進行套用，就能完成設計，學生將理論知識依然轉換為書本內容，使學生對知識點的分析和工程意識得不到培養，這對學生在步入工作崗位上的工作能力有著很大的影響，學生在這種設計課程下缺少經濟意識，設備選擇、過程控制意識。其次是化工原理設計課程沒有合理的評價標準，這使學生之間的套用和抄襲問題十分嚴重，同時降低了學生對工程問題的解決能力。

3 如何對化工原理的設計進行優化

通過以上分析我們意識到，要提高學生的工程問題解決能力就必須從設計性上入手，并進行改革，通過合理的選題方式進行指導，鼓勵學生多使用計算機作為輔助，通時改變設計成果評價方法，為學生創造一個合理學習氛圍。

3.1 提高選題質量

選題是進行設計的基礎，什么樣的題目對學習的研究方向有著很大的指導意義。所以在選題過程中既要滿足教學要求。又要和實際的工業生產相幾何，這樣就能夠最大程度的降低學生設計的積極性。在選題的過程中要針對不同題目進行細致研究，要將學生的資料查詢作為一項能力來培養，但要注意實際性，深度過大的問題學生是不能完成的。

3.2 做好設計指導

由于學生還處于一個學習階段，他們對于多數的問題的解決方法還停留在查找資料的階段，所以在設計課程的過程中學生會遇到多種技術性難題，這就需要老師做好設計的指導工作，并且能夠有針對性的幫助學生找到解決問題的方法。同時要針對學生的設計進展階段進行控制，要幫助學生再設計過程中擁有一個正確的思維方向，并且保證學生的設計新意，尤其是提高設計參數和方法運用。在設計課程進展過程中老師還可以組織學生進行設計心得交流，并且分享優秀的設計思維，對于設計中出現的問題要做到集中討論，在設計課程結束后對設計的實踐性要給予積極的肯定。

3.3 利用計算機輔助設計

在化工原理課程設計中需要針對多個方面進行考慮，在反應原理、工程規劃、設備選擇等方面，這使化工原理設計的過程十分的復雜，所以在進行數據分析過程中要使用數據進行組數和設計值的分析，并且根據數值積分、參數擬合、常微分方程進行最為優化的設計，這使整個設計任務變得異常的繁重。所以可以利用計算機程序進行更好的計算，這樣不僅提高設計周期，同時在設計效率和人力節約等方面得以提高。例如精餾塔的理論塔板數計算一般采用逐板計算，雖然計算公式只涉及的操作線方程和平衡線方程，但需要反復使用這兩個公式交替進行多次計算，在踏板數很多的情況下手工計算顯然是難以勝任的。如果把這種計算編成程序，只要輸入關系式中的物理量和生產條件，就能很快得到全塔理論板數、精餾段理論板數及加料板的位置另外，化工原理設計流程圖可以采用 AutoCAD進行繪圖，學生在繪圖過程中會進一步掌握圖幅設置、比例及線型選取、文字編輯、尺寸標注以及管件、儀表、設備表示等繪圖技能，有利于今后實際工程的設計。

3.4 細化考核的過程，形成科學的成績評定

課程設計完成后就要進入了考核階段，但是傳統的評定標準只是針對設計說明的審核，這使學生的設計審核千篇一律，所以針對這種問題我們要沖考核方法和評定形式上進行改進。首先要確定基礎知識的評測，尤其要系統分析單元操作，對于設計中的條件設定、工藝參數、設計方法等進行重點審核，要針對設計方案對比理論、概念，并注意其實際的掌握和應用。其次提高考核范圍，要從學生的設計理念、創新意識等方面進行評價，要積極的提出合理的學習方法，并且主動的進行學習，在設計中要體現出對問題的解決性，能夠符合工業性實施。最后加強設計答辯環節，鍛煉學生針對設計的發展性思維，突出設計的科學性和實踐性。

4 結束語

化工原理是化學類學科中的基礎性課程，對化工、材料等專業的影響性很大，化工原理需要很強的實踐性，在學習的過程中需要進行大量的假設、計算、這使學生能夠對每一個學習步驟都有所了解，并且能夠在設計中對所遇到的方法進行自我解答。化工原理的設計過程中需要在選題、指導、能力培養等方面進行設計，利用計算機軟件進行補充和優化。這不僅能夠提高學生的學習態度，并且對繪圖、設計等實用性技能有著十分巨大的幫助。

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