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化学反应工程课程特色

化学反应工程是研究化学反应工业化的一门学问。化学反应工程学的主要研究对象是化学工业反应器,它是化工生产中的核心装置。化学反应动力学是研究化学反应速率的一门学科,是研究化学反应工程的基础。工业反应器内存在物质和热量的传递过程,各处的反应速率不一样,对于有固体催化剂参与的化学反应,催化剂内也存在浓度和温度分布,伴随着物质和热量的传递,各处的化学反应速率也是不一样的,这些都给工业反应器的设计和放大计算带来难度。而包含这些物理传递过程影响的化学反应速率问题,称为宏观反应动力学。宏观反应动力学的研究是工业反应器设计和放大计算的基础。化学反应工程学研究的主要任务是针对一定的生产任务条件,开发和设计出体积小、操作简单、反应效果好、主产物收率高、投资少的反应装置。具体说有五项主要工作任务:

1、改进和强化现有的反应器设备,革新挖潜,降低消耗,提高效能;

2、开发新的反应技术和设备;

3、指导反应过程开发中的反应器放大;

4、选择最佳操作条件,实现最佳操作控制;

5、研究和完善化学反应工程理论。

反应物的浓度和反应温度是影响化学反应速率的两大主要因素,在工业生产的大反应器中,除了上述两大因素外,由于连续性生产必须进行流动,流动的同时带有体系中物质的扩散和混合问题。物料之间的浓度差、温度差、压力差和时间差是化学反应工业化过程中在大生产装置连续生产过程中必须产生和遇到的不可回避的关键问题。这四个差别除反应体系自身的原因外,它们的产生还与反应器的类型及结构、操作条件、反应状态有关,并且与影响化学反应的本征因素反应物浓度和温度交织在一起,相互影响,相互作用,使工业上的化学反应更加复杂,这也是化学反应工程重点要解决的核心问题。

化学反应工程学的基本理论和研究方法还可应用于相关学科,如聚合反应、生化反应、电化学反应、冶金反应、环境反应、能源反应等可形成新的理论。本科生化学反应工程学的基本内容包括均相反应动力学和气固相反应动力学,均相反应器设计理论,停留时间分布理论及气固相反应器设计。它是化工类专业的基础主干课程,数学应用较多,理论性很强。

 该课程目前已在我校开课有10多年的历史,主讲教师与队伍已比较稳定,老中轻结合,优良的教学传统没有改变。选用现在的化学工业出版社的全国公开发行教材,同时向着十二五规划教材迈进。以教材内容改革为主线进行一系列的教学方法和手段的建设和改革,通过教改研究提升了教育思想,改变了教育观念,更符合学生能力培养的实际需要。加强了基础教学,加强了应用的掌握,注重了方法教学和拓宽能力的训练,将学习兴趣与自主学习有机的结合起来,受到了良好的效果。

课程教学内容方面,强调共性规律和方法。主要体现以下几个方面:

1)精心组织教案,采用灵活多样的教学方式

化学反应工程是化学工程学科的一个分支,是以工业反应过程为主要研究对象,研究过程速率及其变化规律、传递规律及其对化学反应的影响,以达到反应器的开发、设计和放大及优化操作的目的,鉴于《化学反应工程》课程的特殊性,采用灵活多样的教学方式势在必行,不同的教学内容采用不同的精选方法进行教学,这样不仅可以激励学生学习的积极性,也有利于学生之间的知识交流,互相取长补短,提高自学能力。

2)倡导科学思维方法,培养工程分析能力

现如今绝大部分学生尚处在被动接受知识的状态,很少有创造性思维,如果课堂上只单纯采用老师讲,学生听的教学方法,可能只会得到事倍功半的效果,教师应当有意识地引导学生掌握科学思维、分析工程实际问题的方法,化学反应工程课程更是如此,化工生产过程错综复杂,学生在分析实际生产问题时不是顾此失彼,就是“拣了芝麻,丢了西瓜”,因此,在教学过程中突出强调反应工程理论思维方法运用,强调分析工程因素的本质入手,针对反应动力学特征来判别工程因素对反应结果的影响,培养学生采用工程分析方法来分析和解决工程问题的能力,只有把握了工程因素本质及反应特征,分析了工程因素对反应结果的影响程度,才能使学生从反应过程设计和操作上提出优化的工程措施,解决工程问题。

3)注重理论联系生产实际,采用启发式教学

现在大学生的弊病之一就是学习知识和应用知识之间存在鸿沟,无怪乎会出现现有的学生在卷面上滔滔不绝,在实际问题面前束手无策的高分低能现象,要使学生掌握知识并有应用知识的本领,就得开发学生的智力,最大限度地调动学生的内在力量,打破以灌输知识为唯一宗旨的教学模式,采用启发式和注入式相结合,鼓励学生大胆想象乃至猜想,激发学生的求知欲和探索创新精神。


 
     
 
     
 
     
 

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