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换热器毕业设计总结范文1
关键词:安全工程;化工安全;实践教学
1我校安全工程本科专业特点
1．1不同高校安全工程专业的行业背景
国内开办安全工程本科专业的高校很多，各高校安全工程专业一般具有典型的行业背景。调研发现，安全工程行业背景涵盖矿山安全［6－7］、冶金安全、石油安全［8］、化工安全［9］、机械安全、交通安全、城市公共安全、农业安全［10］、建筑安全等。各高校在制定专业人才培养方案时，会综合考虑行业背景和培养定位，制定符合人才发展的培养方案。
1．2我校安全工程专业的行业背景
我校安全科学与工程学科从1988年起开始招生安全类硕士，培养以化工安全为行业背景的研究生。2006年开始招收安全工程专业学位硕士。2010年开始设置安全工程本科专业。这种先学科、后专业的建设思路决定了我校安全工程本科专业具有显著的化工安全行业背景。
1．3国内对化工安全人才的迫切需求
近年来，虽然国内化工安全生产形势呈现总体较好的态势，但是事故总量依然很大，重特大化工事故未得到有效遏制。据国家安全监督管理总局披露，仅2017年就发生了203起化工行业事故，死亡238人。化工事故的不断发生，凸显了化工安全技术及管理人才的严重不足。尤其是现有的安全工程人才培养模式，知识结构单一，化工人才不懂安全、安全人才不懂化工，真正既懂化工、又能掌握安全的复合型化工安全人才，是目前国内化工行业的迫切需求［11－12］。针对此需求，我校在已有化工安全人才培养计划的基础上，更加深入健全化工安全人才培养体系，注重应用型、复合型人才培养。
2以化工安全为特色的安全工程实践培养模式
2．1培养方案中实践环节的制定
所谓化工安全，指的是化学反应、化学工程、化工生产过程中的安全问题。化工安全具有基础性、综合型特点，不仅涉及安全工程的主要基础问题，还兼具燃烧、爆炸、有毒等与介质风险相关的问题，以及与过程装备可靠性有关的问题。因此，在以化工安全为特色的安全工程专业培养方案实践环节的制定上，必须综合考虑安全与化工(化学工程、化学工艺等)、安全与化机(化工机械等)的有机结合。我校在制定安全工程专业人才培养方案时，参考了安全科学与工程学科定位，即“瞄准国家重大需求，以反应性物质的安全技术为起源，以过程安全、化工安全、管理安全为应用基础平台，形成以过程工业和石油化工行业为鲜明背景的特种过程装备安全技术、工业爆炸及其防治理论与技术、危险性辨识与灾害反演评估技术为核心的化工安全学科特色和专业优势”。经过总结教学实践经验并开展讨论，以化工安全为特色的安全工程专业实践教学环节，将化工安全教育贯穿于安全工程本科4年的各个实践环节中，达到系统且循序渐进的教学效果。除了工科院校普遍设置的工程训练、机械设计课程设计、测试技术实验等实践环节外，我校的其他实践环节均融入了化工安全教学，详细介绍如下。
2．2认识实习环节
认识实习课程是培养工科学生对后续专业基础及专业课程建立工程感性认识、激发学习兴趣的重要实践教学环节［13］，设置在大二下学期，学时为1周。我校安全工程专业认识实习与化工大类专业如化学功能、化学工艺、工程装备与控制工程、环境与生命等专业同标准、同档次开展。同时，对安全工程专业的学生，在校内认识实习课程中增加关于工艺安全与设备安全的相关内容，一方面增强学生对安全的认识，同时也更加注重培养学生对化工行业的理解。
2．3生产实习环节
生产实习是工科学生学习和掌握所学的理论知识与生产实际相结合的课程，也是学习专业方向模块课程的实践基础课程，设置在大三下学期，学时为3周，一般采用驻厂的方式开展。我校安全工程的生产实习与化工机械大类本科生同时开展，实习厂家一般安排在化机厂、化工厂等实践基地。化工是一门实践性很强的学科，只有深入工厂内学习工艺及设备安全，才能对化工安全有深刻的理解与感悟。
2．4化工工艺及设备课程设计环节
我校安全工程专业的学生，在大三下学期、大四上学期会开展两次化工工艺与设备课程设计实践环节。第一次是典型化工结构如塔、换热器的工艺设计，为期2周;第二次是典型化工设备如塔、换热器的机械设计，为期3周。通过这两次课程设计，使本科生熟练掌握化工工艺及设备相关的工艺安全、设备强度及稳定性安全内容，为从事化工安全技术工作提供支撑。
2．5安全工程专业实验环节
安全工程专业实验范围广泛，不同行业背景下安全工程专业实验设置有很大不同。经过最终讨论，我校以化工安全为背景的安全工程本科专业实验课程凸显火灾、爆炸、反应过程等内容，设置了闪点燃点测试实验、最大实验安全间隙测定实验、气体及粉尘爆炸特性测定实验、放热反应失控特性测试实验、气相爆燃及爆轰波传播实验、气体及粉尘云火焰传播行为实验、细水雾抑制爆炸特性实验、压力容器超压泄放实验等。经过开展专业实验，使学生对化工行业火灾、爆炸、反应安全有较深的理解，同时能够从事相关的实验操作，培养实验技能。
2．6毕业设计(论文)环节
毕业设计(论文)是教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节，设置在大四下学期，为期15周。我校采用如下两个措施实现化工安全人才的培养。(1)安全工程学生与化工机械大类专业学生混合开展毕业设计。即在整个选题、选导师、开展过程，均有具有化工背景的化工机械大类专业导师指导。毕业论文题目均与化工机械相关，这样保证了安全工程学生对化工知识的有效应用及锻炼。(2)聘请部分校外化工企业的校外导师指导毕业设计。毕业设计选题来源于工程实践，具有非常显著的化工行业背景。通过这种方式，进一步提高学生的知识运用水平。
3我校安全工程专业就业方向
我校2010年开始招收安全工程本科生，迄今为止已经毕业了4届学生。除了继续考研或出国深造的学生外，就业的学生广泛就职于石油、石化、海油、化工机械、核电等具有化工行业背景的企业，以及相关的检验检测机构。同时，我校会通过定期会谈、电话沟通等方式保持与用人单位的联系，经反馈用人单位普遍对毕业生的技术能力给予了好评。
换热器毕业设计总结范文2
一、制药工程教改历程
华东理工大学是教育部所属重点院校中最早设立工科类药学专业的学校。制药工程专业的前身化学制药工学专业始建于1952年,1953年开始招生。制药工程课程的开设和讲授与制药工程专业结伴成长。乘学校课程建设的春风,制药工程在多年积累的基础上开始进行深入的课程建设与改革。2005年至2006年,学校对制药工程进行了重点课程建设立项资助。2007年至2009年进行了校精品课程建设,同年获得上海市重点课程建设支持。经过一系列的课程建设项目,课程从教学内容、教学大纲、教学手段到配套管理等方面有了长足进步,完善了课程的教学目标,构建了课程完整的知识体系,优化了教学内容,提高了任课教师自身水平。
二、构建与时俱进的制药工程课程内容
(一)紧跟制药行业发展脚步,增加新工艺、新方法的介绍
目前,我们本科的制药工程课程主要分为两部分内容来进行讲授:药厂反应设备和车间工艺设计。药厂反应设备部分根据制药工程专业的需要,吸取化学反应工程学的基本理论,结合反应器的经验计算方法,以反应器的结构型式为线索,摆脱繁复的数学推导,着重于基本规律的讲解;阐明了理想反应器、反应器型式及操作方式的选择、停留时间分布及测定等概念;重点讲述釜式反应器的混合机理和效果,搅拌器的选型与放大、搅拌釜的传热及工艺计算;对管式反应器、气液反应器、气固反应器、流化床反应器等反应器理论和设备设计进行介绍。车间工艺设计部分主要讲述车间工艺流程设计、物料衡算、能量衡算、车间布置设计和非工艺设计基础等内容,力求使学生掌握药厂车间工艺设计的基本技能。制药工程是一门药物从实验室走向大规模工业化生产的学科。因此,其在与实验室研究结合的基础上还有适应市场、客户及控制成本的需求,要求专业人员及时更新设计观念、设计方法和科技知识,更要求课程教师根据行业内工程的发展,对教学计划和内容不断进行调整。例如,增加目前正处于研究高峰期的超临界萃取装置、有广阔发展前景的膜蒸发设备及分子蒸馏设备、膜反应器及生物反应器、先进的流化床技术及流化床装置、先进的三相床反应器研究、制药洁净厂房空调净化系统、药厂节能措施和现代“精烘包”工序设计等内容。
(二)引入GMP理念,强化药品生产管理意识
《药品生产管理规范》(Good ManufacturingPractice,简称GMP)是药品生产和质量管理的基本准则,适用于药品制剂生产的全过程、原料药生产中影响产品质量的关键工序。[3]医药产品品种多、更新快,产量差别悬殊,药品生产的路线也是日新月异。因此,制药车间设计的水平和要求不断提高。现有的课程中制药车间工艺设计部分内容体系已经落后于制药工业的发展,有些已经被淘汰或不符合GMP的要求。我们根据行业发展现状,将GMP的理念引入到课程中,让学生逐渐强化GMP概念,认识到符合GMP要求是制药工业的发展准则。例如,《药品生产管理规范》的第一章总则第二条明确提出了热敏性药物设备的规定。教师在授课中与学生进行讨论,使学生了解到抗生素药物的结晶应该使用冷却结晶器或喷雾结晶器,也可以采用真空结晶操作,这主要是为了避免药物分解降低结晶温度。学生在后期进行此类原料药车间工艺设计时,就能注意到这种特殊情况,并对此类药品的结晶工艺做出正确的选择;以前的设计中对周围的环境因素考虑不多,而现在的药品生产企业必须具有整洁的生产环境,所处环境的空气、场地、水质都要符合生产要求,生产厂房及周围应无污染源;设计车间不同生产区域时,我们要求学生要严格按照GMP提出的非无菌原料药的生产要求执行,除粗品或浓缩液、活性炭、溶剂、外包装及其清理等置于一般区域外,其余工序均应设在30万级区域内(即:过滤、结晶、分离、干燥、过筛、混粉、内包装等);生产避孕药品时,根据GMP要求,厂房应安装独立的空气净化系统,并与其他药品生产厂房分开,气体排放还需经净化处理。[4]
(三)案例教学,教学相长
硝化是制药中的一个典型反应类型,为使同学对这一反应类型有深入的了解,我们在硝化车间实习基础上,设计了乙苯硝化生成对硝基乙苯———对硝基乙苯分离———对硝基苯乙酮氧化的大设计题目,并拆分成几个小的分题目分组进行设计。答辩时将大题目组的同学统一进行答辩,以使学生对分题目有深入的了解,对原料药的整个生产过程有整体性认知。我们还在前期学生设计内容的基础上,列出了针对一些产销量小、新药的中试和放大的设计课题。例如,磺胺多辛车间工艺设计中增加多功能车间设计部分,使学生不拘泥于具体生产品种和规模,而是按照制药工业常用的化学反应和单元操作,选择不同规模的反应器、换热器、塔以及离心机、计量槽等通用设备,更新了学生药品生产及工艺设计的理念和思路。这类新型的设计题目对教师的理论和实践经验要求较高,教师要先于学生进行设计题目的考察和复核。尽管工作量增加了很多,但在复核及讨论过程中,教师自身的工程设计思路也更加明晰,知识也得到了扩充。
三、将“大工程”观念引入制药工程教学中来
大工程观课程体系的“工程”指实践性和创新性教学环节,即实验、实习、课程设计、毕业环节等课程。而高等工程教育的本质特征则由综合性、系统性、实践性和创新性构成。[5]课程根据培养药品制造工程技术人才的目标,结合工科院校特点,逐步形成了制药工程课程体系。该体系结构为:课堂理论教学—校外实习(实践教学)—毕业设计(课程完成后的总结性教学)三大板块。
(一)与生产紧密结合的实践教学
工程类课程教学要以一线生产的实际需要为核心目标,在强调对基本知识的熟练掌握和灵活应用的同时,更加强调与一线生产实际的结合,实习通常作为学生贯通专业知识和集合专业技能的重要教学活动。[6]作为工程类课程,我们非常重视实习这个教学环节。为此,我们设立了两个阶段的校外实习。其中认识实习是在学生学过基础课程但尚未学习制药工程前进行的。在这个阶段,学生对制药过程不熟悉,通过认识实习可以对原料药车间的各种单元操作、车间布置直观接触,为后面的制药工程课程学习奠定基础,激发课程学习的兴趣。第二个阶段为毕业实习阶段。此时,学生已经具备了一定的理论知识,教师在生产实习过程中会有意识地提出药厂生产涉及的工艺路线、原料和设备选择、产品精制、车间管理等问题,引导学生观察现代化药厂的生产和精制设施与装备,关注原料药质量生产管理规范在工厂的具体实施情况,有机会时还会要求学生自己动手进行生产操作,使课堂内容在实际的经验中得到加深和升华。学生通过对典型的原料药生产车间的生产流程、生产管路的排摸,绘制工艺流程图和设备流程图,尽可能多地收集制药工程课程设计数据,并对现代化制药车间布置获得初步认知。在学生收集到的生产现场数据基础上,教师归纳提炼出设计题目,要求学生将生产实习中的内容与工艺设计相结合,作为设计阶段的实际任务。
(二)强化课程设计,引入工程软件
近年来,一些院校的制药专业学生的毕业环节内容都以参与教师的药物合成科研课题为主,学生在完成论文的过程中缺少工程设计的训练。而进行物料、能量衡算和工艺设备选型、绘制出初步设计阶段的带控制点的工艺流程图、车间布置图、设备装配图等工作是工程应用型人才所必备的基本能力。为此,我校专业培养方案在第七学期安排为期4周的小设计,在第八学期安排为期22周的毕业大设计与制药工程课程相配套,形成“大论文小设计”或者“小论文大设计”的格局,学生同时得到药学科研及工程设计的全面训练。
无论大设计或者小设计都是在学生完成专业理论课程后才安排的教学环节,是在前期所学的基础理论和专业知识的基础上,帮助学生在真实的原料药车间工艺设计过程中将工艺流程设计、物料衡算、能量衡算、车间的“精烘包”设计和管道设计等知识融会贯通。毕业设计是同学们在原料药厂毕业实习后进入的,由指导教师根据实习内容或自拟设计题目布置设计任务书。学生先进行文献查阅、外文翻译等前期准备工作,在第七学期寒假前进入课题工作阶段。承担制药工程课的教师都会参与指导学生设计工作,在教学过程中有针对性地加强课程设计内容讲解,重申课程中的有关概念,着重培养学生应具备的工程制图能力,使设计与课程相互呼应,相辅相成。学生通过设计环节的锻炼,加深理解制药工程的理论,并将之运用到实践中去,工程实践和创新能力得到了大幅度提高。
制药工程设计可以借助计算机来辅助教学。应用多种工程软件可以较好地解决制药过程研究、开发、设计、生产中的问题。设计中一般会使用到PROII、AutoCAD等工程计算、设计和绘图软件。CAD绘图软件在设计中引入得比较早,前期也有相应的课程作为应用基础。目前在毕业设计阶段,同学们都使用CAD软件来绘制带控制点的工艺流程图、重点设备装配图和车间布置图。而针对塔设备或一些带循环控制的计算,他们也会应用PROII等计算软件。这些软件的应用可以使学生以较少的精力去完成较复杂的计算和绘图任务,而将主要精力集中于解决工程问题上。
答辩是这一设计环节的主要考核手段。原有的答辩方式主要是教师问学生答,后逐步改为全体学生参加,由学生自己叙述在设计过程中应用到的公式和原理,给出选用手册和参考资料,并对照设计说明书及设计图纸,完整表达自己的设计方案,讲解自己设计的特点,重点突出自己的创新性,根据设计中给出的成本核算,对设计的车间进行经济分析。这种答辩方式能充分调动学生的积极性,使学生在设计后期仍然可再进行方案比较,大大增强了学习主动性,也使学生能在正式进入生产企业工作时更快融入,工作更有开创性。
四、教学手段的综合利用
本课程的教学内容与制药生产实践密切相关,并涉及大量的制药生产设备的相关知识。学生此前从未接触过药品生产,文字性质的描述或者图示的方法不能有效地提供工程信息,学生对工程设备的操作状态及结构没有直观的认识。教学实践证明,使用多媒体教学课件,将教学内容形象、直观地展示在屏幕上,可以最大限度弥补学生工程观念不足的问题。本课程组织任课教师对上海及外省一些大型制药企业进行调研,并以工程为主线结合制药理论制作了多媒体课件,为原本枯燥的课堂教学带来了新鲜的内容。课件使用动画演示各种制药设备的原理,可使学生看得清、搞得懂。比如,新型的膜蒸发设备采用动画演示,学生先前通过图片了解了设备的主体结构,再看动画,就会感到复杂的机械原理变得浅显易懂了。我们还将药品生产企业原料药生产的实际操作过程以及车间的布置穿插在课程教学中,使学生获得身临其境的感觉,提高了“教”与“学”的效率。
五、加强教师队伍建设