2017年度国家级示范性虚拟仿真实验教学项目成功申报合作案例
项目背景:
很多化学物质易燃、易爆或具有一定的毒性,很多化工过程需要在高温、高压的环境下操作,使得化工生产过程具有总所周知的高危、高毒、高风险的特点,使化工类专业学生的时间环节受到了很大的局限。而实践教学环节对于培养和提高化工类专业学生的工程实践能力、创新精神和创新能力又不可替代。此外,一些理论知识抽象难于讲解,而且在实际操作中难以呈现。为解决上述问题,本项目采用虚拟仿真的教学手段,拓展实践教学的广度和深度,以达到巩固学生基础理论知识,培养学生实际操作能力、分析解决问题能力、研究设计能力和创新能力的目的。
实验介绍:
北京欧倍尔精馏综合拓展3D虚拟仿真实验,与天津大学化工学院合作开发,以化工精馏单元操作为主线,将化工过程中典型的“三传”(动量传递、热量传递、质量传递)进行综合设计,将与“三传”相关的基本理论、基本操作、设备结构等知识贯穿于精馏操作全过程。本项目已成功申报为2017年度国家虚拟仿真实验教学项目。
本项目由浅入深、由易到难的设置了多种知识点,涵盖了精馏、流体流动、传热等领域,使学生在相关基本理论、基础操作、工程扩展以及研究设计等多个方面的能力能够得到有效锻炼与提高。
软件内容:
本仿真软件以精馏单元操作为主线进行展开,包括三个层次七个教学模块:仿真操作型、工程扩展型和综合设计型。
预设实验体系为:乙醇-正丙醇、乙醇-水、苯-甲苯等化学物质,学生可选择精馏塔类型为板式塔和填料塔,流体输送设备为不同型号、不同类型的泵,换热器的类型及参数也可由学生自主选择,根据不同体系的性质,学生选择的结果,系统自动调节相应的预设参数。
1、仿真操作型:
(1)蒸馏(精馏)工艺及设备的认识;
(2)精馏单元的开车、正常运行、停车。
2、工程拓展型:
异常情况及事故的紧急处理;常压单元操作参数变化对精馏过程的影响;不同压力(加压、减压)对精馏过程的影响。
3、综合设计型:
包含的教学模块有:板式塔和填料塔设备参数对精馏过程的影响;实验物系的变化对精馏过程的影响。