牛奶啊,墨水啊,血液也是。
常见的胶体:Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、硅酸胶体、淀粉胶体、蛋白质、血液、豆浆、墨水、涂料、肥皂水。
摘 要:以(R,R)—1,2环己二胺为手性源,与酒石酸反应对其进行拆分成(R,R)- 1,22环己二胺单-(+)酒石酸盐,用其与取代水杨醛缩合,再同Mn(CH3COO)2�6�14H2O及LiCl反应合成的salen Mn新型配体催化剂salen Mn(Ⅲ)配合物。然后再分别在以下3个方面:反应时间不同时,在不同的反应溶剂体系之中时,反应温度不同时,研究环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备所得到的转化率与选择性。从而考察出最佳反应溶剂体系,反应时间和反应温度。文章主要研究salen(Mn)催化剂的分子结构,考察最佳的制备条件等。关键词:环己二胺;salen(Mn)催化剂;负载;制备 1.实验仪器与药品 实验药品 实验仪器 2.实验步骤及方法 配合物复合体1的制备 环己二胺的拆分 在圆底烧瓶中加入L-(+)酒石酸(,),蒸馏水100 mL,室温下搅拌溶解后升温至65℃-68℃,滴加完毕,升温至85℃-88℃经恒压滴液漏斗滴加冰醋酸25 mL(滴加过程中有白色沉淀产生),剧烈搅拌,并冷却至室温后继续搅拌2h.用冰水浴冷却使之低于5℃,保持2h,抽滤,滤饼先后H2O(25mL),甲醇(5×25mL)洗涤,于40℃下真空干燥6h得白色固体(R,R)- 1,2环己二胺L-(+)酒石酸盐(1),产率72%。 环己二胺与3,5-二叔丁基水杨醛缩合反应 在圆底烧瓶中加入1(,56mmol),(112mmol)和蒸馏水75 mL,搅拌溶解后加入乙醇300 mL(出现白色絮状物),加热至回流(75℃~80℃)后在30min内经过恒压滴液漏斗均匀滴入(,115mmol)溶于125 mL乙醇,用乙醇25 mL洗涤滴液漏斗(反应液为黄色浆状物)。回流搅拌2h后停止加热,加入H2O(75mL),继续搅拌2h,冷却低于5℃保持1h,抽滤,滤饼溶于250 mLCH2Cl2中,先后用H2O饱和食盐水(50mL)洗涤,经Na2SO4干燥后真空除去溶剂,用乙醇重结晶得到黄色粉末(R,R)-N,N-二(3,5-二叔丁基水杨醛)-1,2环己二胺 (29g)。 salen Mn ( III)催化剂的合成 通入N2保护,然后加入230mmol的Mn(CH3COO)2�6�14H2O,在30℃下缓慢滴加1h,然后再搅拌1h,再升温到80℃。反应6h,反应完降到室温.然后另加LiCl。让其的温度升到50℃,反应4h,然后让其敞开冷却至30℃,再放置过滤,在40℃下旋转蒸发,然后再减压抽滤,最后放入真空干燥箱干燥,即得到Salen Mn配体. 离子液体的制备 1 -丙胺- 3甲基四氟离子液体合成按进行。首先,将100mmol1 -甲基咪唑和100 mmol三溴丙胺溶解在50毫升的无水乙醇中,然后搅拌。由此产生的混合物在氮气的保护下回流24h,除去乙醇后在真空条件下把固体残留物溶解在水中.用氢氧化钾把PH值是调整至10左右.所获得的溶液是集中真空条件下进行浓缩,用乙醇和四氢呋喃混合溶液进行萃取。四氟硼酸钠(110mmol)在乙醇/水两相液体中,在常温下离子交换48h。在溶剂被交换出去后,把由此产生的混合物过滤,滤液是真空条件下在80℃下制作成浅黄色粘稠液体1 -丙胺- 3 -甲基四氟硼酸盐(IL)( g,收益 65%)。 催化剂2(IL-CL1)的制备 合成手性的配体1 半成品( HL1 ) 在制作过程中, mmol(R,R)-1,2 –磷酸氢二胺环己烷,L-(+)酒石酸盐和碳酸钾在15ml的蒸馏水中,添加6毫升无水乙醇迅速搅拌。由此产生的混合物回流2小时.生成二胺用氯仿提取(4 × 5ml)。用20毫升含有氯仿11. 2mmol的3,5 -二叔丁基水杨醛(合成复合HL1)这两种物质是在20℃下边搅拌边滴加48h生成,过滤,沉淀收集再结晶,可生成浅黄色粉末的HL1(克,95 %)。 合成手性Salen配体(CL1) 在此过程中,8mmol先前合成的HL1(合成CL1)被溶解在20毫升无水乙醇.在常温下滴加20毫升含有8mmol的3 -叔丁基- 5 -(氯甲基)- 2 -甲醛的无水乙醇中.产生的混合物逐渐加热到60 ℃搅拌8小时,获得的物质冰水浴超过3小时,过滤,结晶,后是获得的固体过滤和结晶乙醇形成浅黄色粉末的CL1(,85%)。 合成IL - CL1 15毫升甲苯与5mmolCL1 被添加到IL。产生的混合物氮气保护下回流48 h。夜间以5 ℃冷却,获得的复合体用甲苯萃取出来,用正己烷洗涤几次,并在真空干燥获得黄色固体IL - CL1(,91% )。 离子液体功能化的Salen锰(III)催化剂2 制备催化剂2 。快速搅拌条件下,分别取 15毫升含有 8mmol的醋酸锰无水乙醇滴加至15毫升含4mmol手性Salen 配合体CL1无水乙醇溶液中(合成复合体2 ),氮气保护, 混合物在50 ℃回流5 h,室温冷却。10 ml含有 24mmol的氯化锂的乙醇在搅拌的同时加入到混合物中,用时3小时.经过鼓泡流与微弱气流2 h,混合物被暴露在空气中过夜,由此产生的粘稠物是在5℃进行2小时,过滤,用50 ml的水洗涤。由此获得了固体.40℃,真空干燥,生成啡色粉末离子液体官能手性Salen锰(III) 复合体的2 (,87 % ),合成步骤。 3.结果与讨论 反应时间对反应的影响 在反应条件为:催化剂(4%,1 ml二氯甲烷) ,苯乙烯() ,吡啶N -氧化物(1mmol) , mCPBA(1mmol)。反应温度为0℃.根据反应时间的不同环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备方面研究实验:得到的转化率, 由以上的实验结果数据可以得到当反应时间不同时,那么环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备�6�1有很大的影响,即当反应进行2 h,其转化率与选择性分别达到100%,99%。另根据表3还可以看出其转化率随着反应时间的增加而增加,当反应时间进行到2 h后,环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备得到的选择性在时达到顶峰。 反应溶剂对反应的影响 在反应条件为:催化剂(4%mmol) ,苯乙烯() ,吡啶N -氧化物(1mmol), mCPBA (1mmol).反应时间和温度分别是2 h和0℃。根据反应溶剂的不同,而环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备方面:得到的转化率 由以上的实验结果数据可以得到当在不同的反应溶剂体系之中时,环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备有很大的影响,其中反应溶剂是二氯甲烷时,其转化率与选择性分别达到100%,99%。它是所有实验使用反应溶剂当中得到最高的转化率与最高选择性的反应溶剂,因此在环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备时二氯甲烷是最好的反应体系。 反应温度对反应的影响 反应条件:催化剂(4%,1ml二氯甲烷) ,苯乙烯() ,吡啶N -氧化物(1mmol) , mCPBA(1mmol)。反应时间是2h,根据在不同的反应温度下,环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备:转化率 由以上的实验结果数据可以得到当反应温度不同时,环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备有很大的影响,即当反应在0℃,其转化率与选择性分别达到最高100%,99%。另外还可以得出其转化率与选择性随着反应温度的增加而递减,当反应温度在低于0℃后,环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备得到的转化率,选择性分别为100%,99%。
胶体在食品工业中的应用非常地广泛。尤其是食品胶体在食品中意义重大。
食品胶体是能溶解于水中,并在一定条件下能充分水化形成粘稠的滑腻或胶冻液一样的大分子物质。在加工食品中起增稠増黏,提供粘附力凝胶形成能力,硬度,稳定乳化稳定悬浊体,使食品获得所需的形状,黏度,硬,稠,脆,软和各种口感。
食品胶体的租用
乳化、稳定性食品胶添加到食品中后,体系黏度增加,体系中的分散相不容易聚集和凝聚,因而可以使分散体系稳定,可用于果汁饮料、啤酒泡沫、糕点裱花等食品体系的稳定。
在食品中能起乳化作用的食品胶或亲水胶体并不是真正的乳化剂,作用方式也不是按照一般乳化剂的亲水-亲油平衡机制来完成的,而是以好几种其他方式来发挥乳化稳定功能,但经常是通过增稠和增加水相黏度以阻止或减弱分散的油粒小球发生迁移和聚合倾向方式来完成。
绝大多数食品胶应用于食品中时,不仅有着增稠、胶凝以及乳化稳定、悬浮等功能作用,对维持和改善食品组织结构也起着重要作用,并且还能发挥膳食纤维的功能保健作用。如卵磷脂,淀粉及变性淀粉等。
现在,生物技术的发展更是突飞猛进,这必将促成生物检测方法的不断补充和完善。 下面是我为大家整理的食品生物技术论文,希望你们喜欢。
食品检测中的生物技术分析
摘要:近年来,食品安全问题得到了全社会的关注,食品检测技术得到了更多的重视,生物技术等新兴的食品检测技术也因此而得到了广泛的应用。文章在简要介绍生物技术的基础上,详细阐述了生物技术在食品检测中的应用,以期为生物技术的发展与应用提供新的思路。
关键词:食品检测生物技术应用
食品安全问题是由于食品中含有毒、有害物质,对人体健康产生危害而造成的公共卫生问题。近年来,食品安全问题已成为人们普遍关注的社会热点问题,引起了政府和公众的广泛重视。目前,国内的食品安全问题的产生既有政府监管不严、制度体系不完全的原因,也有食品检测技术不够科学先进的原因。随着食品工业的快速发展,对食品检测技术提出了更高的要求,传统分析方法难以满足当前食品检测的需要,灵敏度高、特异性强、简便快捷的生物技术逐渐在食品检测领域大放异彩,文章将对此进行详细论述。
一、生物技术概述
生物技术是利用生物有机体及其组成部分,或是利用其组织、细胞、酶来合成、转化、降解,从而实现生产产品等目的的技术。生物技术在食品领域的应用已经有几百年的历史,从最初的面包、酱油生产,如今已延伸到食品领域的各个方面,得到了长足的发展和不断的完善。现代生物技术是建立在细胞生物学等学科基础之上的高科技技术,包括细胞工程、酶工程、基因工程、发酵工程等诸多类技术。细胞工程是以动物、植物细胞及细胞融合技术为基础的一类生物技术,主要用于食品生产;酶工程是通过特定细胞酶来控制食品生产过程中的物质转化;基因工程是通过重组基因来改造食品生物特性,起到生产特殊产品的作用;食品发酵技术如今已发展为发酵工程学,用于预定食品及成分的生产。
二、生物技术在食品检测中的应用
生物技术在食品检测中的应用,表现在食品中微生物、转基因成分等对人体有毒有害物质的检测。例如借助细菌学、血清学方法可以检测食品中是否含有致病菌,但是这些传统生物技术方法操作繁琐,耗时较长,目前应用更多的是操作简便、快捷且精准的生物芯片、胶体金免疫层技术、PCR技术、酶联免疫吸附法、基因探针等生物技术。
1.生物芯片的应用
生物芯片技术是建立在现代生物化学、物理化学、计算机科学等诸多学科交叉的基础上的,检测原理是利用生物分子间的抗原、抗体等亲和反应或碱基对互补杂交,检测、分析样品中的成分。由于生物芯片技术可在小面积内对多种生物分子进行并行检测分析,分析量很大,因而检测效率较高,检测结果具有很好的可比性。
生物芯片包括基因芯片和蛋白质芯片。基因芯片是将基因探针固化在检测工具表面,利用软件分析检测工具与样品间发生的基因杂交信息,从而检测出遗传信息。基因芯片可同时进行定性定量检测,能够快速检测分析大量序列的杂交信息。蛋白质芯片的原理则是利用生物分子间的特异性结合来测定样品成分,具体操作与基因芯片技术类似。基于基因芯片和蛋白质芯片的原理及特点,生物芯片技术通常用于转基因食品、原料、病原微生物的检测。
2.胶体金免疫层技术的应用
一直以来,胶体金免疫层技术在医学领域得到了广泛的应用,近年来逐渐应用于食品检测领域。胶体金免疫层技术具有操作简单、耗时较短等优势,一般需要定性分析或半定量分析,主要用于有害微生物、药物残留、违禁药物的检测。该技术用于有害微生物的检测较多,例如检测食品中是否含有大肠杆菌、沙门氏菌、霍乱弧菌等致病菌,较为常见的检测方法是双抗体夹心法;用于药物残留的检测是通过制得的抗体抗原与药物残留反应来分析食品中是否含有黄曲霉毒素、磺胺类药物、氯霉素等残留;用于违禁药物的检测一般是利用竞争免疫层析法来分析食品中是否含有罂粟碱、吗啡等物质。目前国内应用胶体金免疫层技术仍处于初级阶段,尚未投入广泛的应用,还有待新型免疫层析产品的开发、研制。
技术的应用
PCR技术是上世纪八十年代产生的一种技术,借助体外扩增DNA来实现转基因食品以及病原微生物的检测。传统PCR技术早于1992年便用于病原菌的检测,但直到近年来才得到广泛应用,目前可用于检测沙门氏菌、肠出血性大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等。但在实际应用中,传统技术存在一些缺陷,无法定量检测,而且存在死细菌的环境下检测结果不准确,难以检测微生物毒素,因此在传统技术的基础上经过一系列改进和技术融合产生了多种改进的PCR技术,包括实时定量的PCR技术、PCR―DGGE技术、巢式及半巢式PCR技术等。定时定量的PCR技术是在传统技术中加荧光基团来实现实时检测,能够做定量分析,主要应用于检测外源基因污染、病原微生物、掺假量等,例如检测葡萄中的曲霉菌、肉骨粉中的牛羊源成分。PCR―DGGE技术在传统PCR技术基础上结合变性梯度凝胶电泳技术,不仅特异性强,而且敏感度高。巢式及半巢式PCR技术通过设计两对或1对半引物来降低假阳性结果的产生,使检测下限大幅度下降,检测结果通常无需其他方法再验证。
4.酶联免疫吸附法的应用
酶联免疫吸附法是利用免疫或酶促反应来进行食品检测,具有操作简便、特异性强、耗时短、灵活、可批量检测的优势。酶联免疫吸附法用于有毒有害物质的检测比常规培养法耗时少三至四天,而且无需特殊设备支持,结果易于观察辨别,样品易于保存,例如有研究用该法检测牛奶中的沙门氏菌敏感性100%、特异性,检测时间不超过3天,因而广泛应用在黄曲霉毒素等毒素检测、残留药物检测、过敏原检测、生理活性物质检测、转基因食品检测等领域。
探针技术的应用
DNA探针技术利用碱基对结合原理制成DNA探针,能够检测样品中的碱基序列,从而判定样品基因序列。由于该技术操作简便,而且检测结果精确度高,应用十分广泛,通常用于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等检测。DNA探针技术主要有异相杂交和同相杂交两种技术,其关键在于针对检测目标构建相应的DNA探针,只有DNA探针的基因序列具有针对性和特异性,方能取得理想的检测结果。
三、结语
近年来,随着生物技术的发展和进步,其在食品安全领域发挥了越来越重要的作用,在食品检测的各个方面得到了广泛的应用。然而虽然生物技术普遍具有成本低、操作简便、效率高、特异性高等优势,但是在实际应用中各种生物检测技术均存在自身的局限性,需要结合实际需要灵活选择、搭配。为了更好的提高食品检测水平,解决食品安全问题,还需要开发新的生物检测技术和方法,对现有技术方法不断进行优化,这需要相关领域的专家学者持续不懈的努力
参考文献
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胶体在自然界尤其是生物界普遍存在,它与人类的生活及环境有着密切的联系;很广,且随着技术的进步,其应用领域还在不断扩大。工农业生产和日常生活中的许多重要材料和现象,都在某种程度上与胶体有关。例如,在金属、陶瓷、聚合物等材料中加入固态胶体粒子,不仅可以改进材料的耐冲击强度、耐断裂强度、抗拉强度等机械性能,也可以改进材料的光学性质,有色玻璃就是由某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制成的。在医学上,越来越多地利用高度分散的胶体来检验或治疗疾病,如胶态磁流体治癌术是将磁性物质制成胶体粒子,作为药物的载体,在磁场作用下将药物送到病灶,从而提高疗效。另外,血液本身就是由血球在血浆中形成的胶体分散系,与血液有关的疾病的一些治疗、诊断方法就利用了胶体的性质,如血液透析、血清纸上电泳等。土壤里许多物质如粘土、腐殖质等常以胶体形式存在,所以土壤里发生的一些化学过程也与胶体有关。国防工业上有些火药、炸药必须制成胶体,冶金工业上的选矿,石油原油的脱水,塑料橡胶及合成纤维等的制造过程都会用到胶体知识。在日常生活里,也会经常接触并应用到胶体知识,如食品中的牛奶、豆浆、粥等都与胶体有关。
食品胶体主要是指溶解于水中,并在一定条件下能充分水化形成粘稠、滑腻或胶冻液的大分子物质,在加工食品中可以起到增稠、增粘、黏聚力、凝胶形成能力、硬度、脆性、紧密度、稳定乳化、悬浊体等作用。也常称作食品增稠剂、增黏剂、胶凝剂、稳定剂、悬浮剂、食用胶、胶质等。应用包括:①赋予食品所要求的流变特性,改变食品的质构和外观,如冰淇淋、糖果;②使制品均匀稳定,富有特色,如酸奶;③提高起泡性和稳定性,如冰淇淋;④成膜,如冷冻食品、固体粉末、果蔬保鲜;⑤保水,如肉制品、面粉制品等。在食品添加剂标准(GB2760-2014)中,规定了各种胶体的使用范围和使用限量。
1:江河入海处,为什么常形成三角洲?江河水是泥沙的胶体,在入海处泥沙的胶体与海水混合,海水中含有电解质,如食盐,氯化镁等,泥沙的胶体发生凝聚而沉积下来,从而形成三角洲。2:明矾为何能使浑浊的水澄清明矾溶于水可形成氢氧化铝胶体,胶粒具有很大的比表面积(比表面积=表面积/颗粒体积),因而有很强的吸附能力,使胶粒表面吸附溶液中的悬浮物,使水变澄清。3:做豆腐时点浆的原理是什么 哪几种盐溶液可用来点浆 哪种盐溶液聚沉能力最强豆浆是胶体,加入某种盐如氯化镁时,胶体发生凝聚而沉淀。一般用氯化镁和硫酸钙。 4:蒸鸡蛋时忘了加盐或蒸的太久,会出现什么现象 为什么鸡蛋比较硬且有气孔,此时胶体由凝聚变为凝固。
化学专业成教毕业论文参考题目一、教学法方向1.国外化学课程改革的历史及发展趋势研究2.我国化学课程改革的历史及发展趋势研究3.国外典型化学课程、教材的基本理念和内容体系研究4.我国化学新课标教材专题内容的横向比较研究5.我国高中化学新课标必修教材和选修教材的功能定位和内容体系研究6.我国高中化学新课标教材中各个栏目的教学价值、活动设计和教学策略研究7.科学探究的本质及科学探究教学的有效策略研究8.初、高中化学新课标教材的内容衔接研究9.化学实验教学的理论和实践研究10.化学教师的教学理念和教学行为研究11.试论化学教学的艺术12.化学基础理论的教学策略研究13.化学基本概念的教学策略研究14.元素化合物的教学策略研究15.高中化学课程资源的开发策略研究——以《某***节内容为例》16.教学反思与化学教师的专业成长17.有效探究教学设计初探——以《某***节内容为例》18.化学教学中的科学方法教育19.初、高中学生化学学习兴趣、动机的研究20.高一新生化学学习障碍的成因分析研究21.农村学生化学学习动机的调查研究22.论化学教材中插图的价值与使用策略23.化学教学中实施绿色化学教育的策略研究24.化学新课程教学中的问题与对策初探25.基于观念建构的化学基本概念教学策略——以《******》教学为例26.化学教师的教学理念与教学行为一致性程度研究27.先行组织者理论在化学教学中的应用研究28.科学探究中的科学本质教育29.化学教师的科学探究观调查研究30.有效实施科学探究的教学设计策略研究31.论化学探究性学习的评价性问题32.化学课堂教学逻辑设计的问题探讨33.新课程背景下教学设计中存在的问题与对策探讨34.新课程背景下高中化学教师教学行为的适应性研究35.论化学课堂提问的优化36.化学教师对模型的认识与应用研究37.合作学习在化学实验教学中的案例初探38.中学化学教学中的环境及可持续发展教育39.室内空气污染的来源,对人体健康的影响及防治对策研究40.试论光化学烟雾的形成条件、机理、危害及防治措施41.化学教学中开展研究性学习案例初探42.中学化学实验绿色化研究43.论高中化学章节间的结构联系44.污染中有机污染物的调查及处理45.试论多媒体教学手段在中学化学教学中的应用 自考课程免费试听46.试论我国的酸雨问题及防治对策47.化学学困生的成因及防治策略48.有效利用化学史的教学策略49.例谈教学中化学与其它学科的综合50.试论有效学习情境创设的有效策略 二、分析化学方向1.化学与食品安全2.化学与农药残留 3.化学与环境4.化学与现代农业5.化学与生命6.微量元素与人体健康 7.维生素与人体健康8.化学与能源和资源的利用9.浅谈在化学教学中绿色化学观念的渗透10.环境教育在中学教学中的意义11.溶液酸碱度的表示法----PH值的教学研究与设计12.浅谈化学定性分析实验在中学化学教学中的重要性13.如何增强化学定性分析实验的趣味性 三、物理化学方向1.各种体系的状态性质加和性的比较研究2.热力学公式导出条件与应用条件分析3.三相平衡线的热力学分析4.热力学标准态和标准热力学函数5.胶体分散系的稳定理论评述6.反应进度的概念及在物理化学中的应用7.根据热力学原理讨论浓度对化学平衡的影响8.中学化学教学中有关化学平衡原理的探讨9.中学化学教学中有关化学反应速率知识的探讨10.“化学反应原理”模块教学方法探讨11.新课标体系中《化学反应原理》模块知识解析——化学反应的方向和限度 四、结构化学方向1.利用一维势箱模型处理共轭体系2.波函数与电子云3.电子运动的宏观性与微观性4.电子结构与元素周期律5.第二周期双原子分子及其离子共价键结构比较6.几种典型分子化学键的比较与探讨7.有关氢键理论研究的现状及前景8.金属晶体的堆积型式与点阵型式9.离子晶体的堆积型式与点阵型式 五、有机化学方向1. 《化学必修2》模块中有机化合物知识内容变化及教学策略探究2. 高中课程标准选修模块《有机化学基础》教材内容建构3 近三年来新课标高考理综有机化学试题分析研究4. 在新课程中有机化学实验教学研究5. 有机化学实验教学中绿色化学教育的实践6.烷、烯或炔制备的改进(可选其中之一)7. 新课程理念下有机化学教学改革方式探索8.“苯、芳香烃"课堂教学探讨9.有机分子不饱和度的计算及在解题中的应用10.试论中学有机化合物的教学特点11.如何增加有机化学实验的趣味性12.有机实验在有机化学教学中的作用13.如何在“煤和石油”的教学中让学生了解我国的石化工业14.含氧有机化合物教学中结构与性质关系的探讨15.中学有机实验改进意见16.影响有机物水溶性因素的探讨17.有机物命名中常见的错误18.搞好有机化学复习的几点体会19.有机化合物的同分异构现象20.有机化合物的酸碱性及其结构因素21.中学有机化学教学中注重与实际联系的点滴做法
1、江水、河水带来的大量泥沙在江河入海口处因为变宽了水流变慢而沉积下来,长年累月也就会出现沉积出水面的三角洲。2、因为Al3+在中性水中水解为Al(OH)3胶体能够吸附大量杂质而使水变得澄清。3、因为需要有电解质,一般是Ca2+ SO42+来凝絮豆腐(蛋白)4、会由嫩变老,口感不好,因为从凝胶变成更粗大的固体块。5、硅胶粒子一般是从硅酸钠水解变成硅酸,然后脱水变成二氧化硅,在这个过程中搅拌、研磨成微米级的粉末。
个人认为润湿角这个其实就是和表面张力相关,影响表面张力的一切因素(如温度、浓度等)都影响他,其次,由于是两种物质之间形成润湿角,那么也和物质有关
现如今随着科学技术向生产力逐步转化,机电一体化产品的设计已经涉及到机械、电气和控制等众多领域。下面是我为大家整理的机电一体化 毕业 论文,供大家参考。
摘要:机电一体化是一门综合学科,它包括机械、电气、信息、计算机等多种先进技术,在当前的各大煤矿企业中应用十分广泛。由于电子技术的迅速发展,传统的煤矿作业模式已不能满足企业发展的要求,而机电一体化这种运作模式可以很大程度上降低企业的生产成本,降低工人的劳动强度,提高生产效率,保障了施工作业的安全性。本文主要介绍机电一体化的技术原理、发展历程和特色优势以及它实践应用意义。
关键词:机电一体化;煤矿机械;应用研究
近年来煤矿工业的产业升级越来越明显,它对于高产、优质和高效的生产技术需求也有了一种新的需求。在生产力水平迫切需要提高的大背景下,机电一体化的出现给煤矿企业带来了希望,成为了当前各大煤矿企业普遍应用的生产运作模式。煤矿工业在传统工业中是一种比较传统和主打的产业,在新产业迅速崛起的今天,若要稳定巩固自身的地位,就要不断改进生产运作模式,不断引入最先进的生产技术和设备,降低工人的劳动强度,提高工作效率和生产质量,进而提高企业的经济效益。
1机电一体化的相关概述
技术原理
机电一体化即通过对电力电子、信息通信、计算机控制等先进技术的整合,同时借鉴微电子技术、智能软件技术的技术精华,实现不同技术形式之间的相互渗透与结合的一种广泛运用于煤矿生产活动中的科技匹配系统。机电一体化代表着煤工业技术中先进生产要素的结晶,以其系统化、智能化、微型化和人性化的诸多优势,广泛应用于煤矿企业的生产领域,并为各大企业带来较为丰厚的效益。实现传统工业优化升级的同时,将先进的机电一体化技术应用于煤矿机械中,还能节能降耗,实现可持续发展的生产目标。
发展历程
我国机电一体化起步较晚,其发展历程大致可以分为3个阶段:第一阶段,上个世纪60年代初,为满足国防建设的需求,在军工企业中科研人员开展了大量的实践研究,进而制造出一系列电子技术与机械系统相结合的技术载体,为机电一体化的研制开发奠定了稳定的基础。第二阶段,上世纪70年代开始,计算机、通信以及控制技术得到了快速发展,逐渐走向成熟,这些外部技术基础推动了机电一体化的进一步发展。第三阶段,起始于20世纪90年代,民用工业在国民经济体系中的地位逐渐增强,在众多科研院校、研究单位和企业的共同研究下,机电一体化技术得到了突飞猛进的发展,尽管与发达国家存在较大差距
特色优势
随着新兴科技产业的蓬勃崛起,科学与技术之间的融合逐渐增强,传统的能源经济的生产模式越发不能满足当前国家崛起的战略需要,因而实现技术体制的改革创新,促成机电一体化体制的构建,既是一种必要性的驱使,也具有得天独厚的特色优势。
2煤矿机械中机电一体化技术的应用分析
机电一体化技术在煤矿安监系统中的应用
煤矿 安全生产 监控系统是机电一体化技术的集中体现,但在我国起步很晚,1980年以后才逐渐开始在煤矿中得到应用,其原因主要有两个方面,一方面是因为上世纪80年代实现机电一体化的安监系统逐步成熟,开始得到应用,另一方面也是因为国外更为先进的煤矿监控技术很大程度上促进、帮助了我国安全监控技术的发展。安全监控系统的应用在很大程度上降低了煤矿事故的发生,对于煤矿企业的安全生产无疑起到了重要的作用。
机电一体化技术在煤矿运输系统中的应用
随着机电一体化技术的逐步成熟,煤矿企业尝试了在井下运输系统中应用这一技术,如带式运输机。由于带式运输机运输距离长、功率大,机电一体化的应用可以在很大程度上排除安全隐患,其核心技术也在实践中得到了广泛的发展,并能够实现大倾角、长距离的安全运输,相配套的技术和关键元件也得到了产品研发与理论研究。
机电一体化技术在采煤机中的应用
煤矿机械自动化不仅能够提高工作效率,也能大大降低安全隐患,为此,机电一体化的采煤机被逐步研发应用。此类型采煤机采用电牵引,相比传统的液压牵引采煤机动力更强,煤层倾角较大、顶板突然来压导致采煤机下滑时,自身也可以实现制动。同时,机电一体化的采煤机结构上更为简单,整机效率高,可靠性强,在煤矿生产中的应用也越来越广泛。
提升机中的机电一体化技术应用
交直流全数字化提升机代表着煤矿机械中机电一体化技术的最高水平。在内装式提升机上,将驱动与滚筒的机械结构合二为一,总体整合了电力电子、机械、自动控制、通信等相关先进技术。采用总线方式的全数字化提升机不仅大大简化了电器安装,也使其达到了高度可靠的效果。
3机电一体化技术的应用意义
实现了煤矿开采的高效生产
煤矿机械机电一体化技术的应用,在很大程度上提高了矿山开采效率,改变了以往落后的生产方式和作业模式,提升其中的技术操作便捷性和安全性,极大降低了工作人员的劳动强度,同时提升了生产效率和劳动质量,实现了产业升级。
提高了矿山开采的经济效益
煤矿机械中机电一体化技术的成功应用大幅提高了煤炭产量,降低了矿山开采的生产费用,增加了煤炭企业的经济效益,并带动了相关经济产业的快速发展,推动了地方经济的蓬勃发展。
提高了安全的煤矿开采工作环境
良好的开采环境是安全生产的有力保证,随着机电一体化技术的大量推广应用,煤矿机械的效率大大提高的同时,在很大程度上也减少了安全隐患的发生。传统的破、装、运、支、处等生产环节的机械被现代化的设备逐步取代,将采矿工作人员从危险的开采工作中脱出来,降低了发生危险事故的几率,使矿工的人身安全得到了保证,防止了职业病与工伤的发生。
4结语
随着经济的发展和社会的不断进步,煤矿企业在发展中对机电一体化也提出了新的要求,这在一定程度上促进了机电一体化技术的发展和完善。当前的机电一体化技术中已经融入了网络、光纤以及人工智能等新技术,在很大程度上可以提高工作效率以及作业的安全性,确保煤矿企业健康稳定的发展。
参考文献:
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[3]丁建峰.机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J].科技风,2014(17):109.
【摘要】本文简单介绍了什么是机电一体化,然后结合实际情况分析了机电一体化在煤矿机械中的应用意义以及机电一体化在煤矿机械中应用的发展方向。
【关键词】机电一体化;煤矿机械;应用
随着科学技术的进步和现代煤矿对于采矿效率、生产的安全性要求不断提高,我国许多煤矿企业都进行了旧设备更新换代和技术革新,将机电一体化技术运用到煤矿生产过程中去,煤矿生产已经呈现出自动化、智能化趋势。
1什么是机电一体化
从结构层面分析,多功能性、智能化、自动化起机电一体化的显著特征,它是机械设备、信息设备和软件的有机融合,主要依靠科学技术和计算机软件来实现机械设备的信息化、数字化,从而提高机械设备的生产性能和效率。机电一体化在煤矿机械中的广泛应用能够提高我国煤矿企业的科技化水平和生产效率,进而增强企业综合实力。
2机电一体化在煤矿机械中的应用意义
促进煤矿企业生产效率、效益的提高
机电一体化在煤矿机械中的应用顺应了我国经济飞速发展、煤炭企业深化改革的时代要求。就我国煤矿企业的生产现状而言,虽然大部分企业都基本实现了机械生产,但是整体机械化水平不高,这严重制约着企业生产效率的提高。然而,由于机电一体化技术的深入推广,煤矿企业的劳动效率有了显著提高。特别是自动化技术和微处理设备的运用,工人的个人劳动效率得到提高,进而提高企业的总体生产效率。不断提高的产量使得企业的经济利润得到提高,同时,工人收入也随之增加。机电一体化的运用,大大提高了我国经济发展水平。
提高煤矿生产安全性
近年来,煤矿生产安全性已经成为社会 热点 话题。众所周知,我国传统的煤矿工人大多在多粉尘、阴冷、潮湿的环境下工作,工人的身体健康和生命安全受到严重威胁,而机电一体化的运用大大降低了工人的劳动强度,改善了工作环境,将生产安全事故发生的可能性降到最低,加大了劳动保障,有效的保证了煤矿工人们的生命安全。
3机电一体化在煤矿机械中的应用实例分析
机电一体化技术在采煤机中的运用
作为生产过程中最重要的机械设备之一,采煤机的工作效率直接关系着煤矿的产量、企业的效益。电牵引采煤机作为机电一体化技术在采煤机中运用的一大典型,有效的解决了采煤机移动过程中的阻力问题,当采煤机出现滑动现象时,电牵采煤机可以利用发电制动,在其轴端配备了性能良好的停电功能,这样就能避免生产过程中的滑动现象。
机电一体化技术在安全生产监控监测系统中的运用
从20世纪90年代起,我国就开始了对于安全生产监控监测系统的研究,经过科学家们的不懈努力,我国终于有了自己的一套技术水平较高的监控监测系统,其中包括:我国常州自动化研究所研制的kj95系统、煤科院重庆分院研制的kj90系统等等。在这些监控监测系统的研发过程中都有效的利用了机电一体化技术。
机电一体化技术在带式输送机中的运用
由于自身半自动化水平高、机械效率高、连续输送距离长、输送量大等优点,带式输送机在中国煤矿企业中广泛使用,是原煤输送的主要设备。随着机电一体化的深入运用与不断发展,现在我们已经可以使用设计简单、操作方便、不需要复杂的接口装置与输入输出设备的可编程型PLC控制器,这种控制器具有很强的抗外界干扰能力,即使在比较恶劣的环境中,也能进行长时间的作业。
4机电一体化在煤炭机械中应用的发展趋势
应用更加智能化
人工智能技术不不断发展,神经网络、模糊数学、心理学、混沌力学等领域的研究都取得了丰硕的成果,这为机电一体化水平的提高奠定了基础。并且,我国煤炭生产需求不断在扩大,对于机电产品的智能化要求也不断增加,要求这些产品具有超强的逻辑判断能力、推理能力,甚至可以自主决策,机电产品智能化已经成为时代的需求。
应用更加人性化
机电产品在煤炭设备中的应用也是为了更好的服务于人类的生产活动。更好的服务于人们的生产和生活是机电产品发展永远不变的宗旨。当然,这对机电产品也提出了更高的要求。中国的研发机构需要进一步完善机电产品的性能和结构,同时还要照顾到人们的审美需求,在设备外形、色彩等方面着手,使设备更贴近煤炭生产工人的需求,符合工人的工作习惯,更好的为我们的生产生活服务。
应用更加环保化
改革开放以来,我国经济取得了突飞猛进的发展,与此同时,我们赖以生存的生态环境遭到了极大破坏,环境问题也已经成为社会的一个热点问题。我们社会的发展需要更加环保的技术和产品,这已经成为社会发展的一大趋势。在煤炭行业应用机电一体化技术,使得煤炭生产过程更加符合可持续发展的需求,节约能源,保护环境。产品绿色化、环保化,产品使用寿命结束后,重新进行分解,进而再利用。机电产品环保化,并且将其应用到煤炭机械设备中,是社会发展的大趋势。总之,为了适应经济迅猛发展以及社会的不断进步,对于机电产品的要求也不断提高,当然,这也能促进机电一体化在煤炭机械中的应用不断完善和发展。这样,我国煤炭产业才能不断发展,生产效率、综合实力得到提高,进而实现这一产业的可持续发展。
参考文献
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现代社会的工业生产中,不断出现新技术、新工艺以及新设备,这种技术上的发展会对社会职业结构及需求产生很大的影响。机电一体化专业是由多学科相互渗透而成的,也是当前工业科技发展的主要构成内容,属于高职教学中的重点专业,在其机电专业的发展中需要使用工学结合的教学方式,重视开展实践教学,实行校企合作,积极提升高职学生的实际工作技能。
一、高职机电一体化的实践教学现状与成因分析
在高职机电一体化专业的教学中通常都会设置有一定比例的实践教学内容,但是因为受到多方面因素的影响使得相应的实验、实训教学的实效性较差,造成学生在顶岗实习阶段的动手能力不足,情况严重的学生会在毕业工作很长时间之后仍然不能独立的开展工作,在实践操作能力上存在严重的不足,自身技能也不符合市场的要求,也在很大程度上阻碍了高职 教育 的进步。当前的高职机电一体化实践教学现状的成因是多方面的,从专业课角度来看,机电一体化专业知识教学具有技术融合、学科交叉的特点,实际教学过程较为枯燥,学生理解起来也比较困难,这使得学生容易出现畏惧心理,不能调动起充分的学习兴趣,也阻碍了其 创新思维 的养成,尤其是那些学习能力差及基础知识掌握不牢固的学生,专业课更是非常有难度。
从教学层面分析,理论教学与实践教学存在相互脱节的情况,师资力量以及硬件设施的构成等也都是造成实践教学发展不完善的因素,学校不能为每个学生提供足够的独立实践锻炼的机会,教学就很难达到预期的目标。从高职实践教学的发展现状来看,因为多种因素使其比理论教学的发展要滞后,不适应新时期人才培养的要求。
二、高职机电一体化的实践教学改进策略
(一)结合产业发展要求进行专业实践能力的分析。
传统的机械工业已获得了新的发展内涵,产品的加工制造方式也逐渐地被新技术代替,机、电技术的融合交叉越来越普遍。通过调研及综合分析,可以发现现代企业在机电一体化人才需求方面,主要需要其掌握机电产品的设计与绘图,机电设备装配与维修,自动生产线运行与调试等知识技能。现阶段相关机电行业的发展中有三类人才是比较缺乏的,其一是复合型的管理人才,要求这些人才具备技术与管理两方面的能力,可以根据市场经济发展规律去进行产品生产工作,还能够对企业的发展方向进行把握;其二是具备创新精神的技术型人才,兼备技术与管理才能,可以按照市场动态趋势去提出相应的生产改进方案;其三是智能型技工人才,理论知识与实践 经验 都比较丰富,可以熟练的操作生产设备,并且积极地开展技术创新及设备、技术的维护工作。对于高职院校来说,其培养目标主要是让毕业生在经过学校与企业中学习与实训之后,可以在实际的工作岗位中发挥作用。
(二)工学结合,形成能力本位的实践教学体系。
从传统的以课堂理论教学到现在的实验室、实训基地教学,在实际教学中以典型工作任务为主,教师引导为辅,各高职院校在近几年教学改革中不断改进教学内容与 方法 。在高职实训基地建设以及实践教学体系的构建上学校都进行了不断的探索,但实践教学和社会需求仍然存在脱节的问题,对机电一体化的实践教学定位不准确,在教学中只是单纯的以增加实践教学时间的方式去改善教学模式。理论与实践的不相符,也使得学生掌握的只是技能不能在实际的行业发展中进行有效的利用。在高职机电一体化的实践教学体系的建设中需要结合企业与行业的实际发展需求,并且应该充分的符合专业岗位的特定要求,在遵循这些方面的原则基础上形成层次分明、分工具体的实践教学体系。根据其中的教学规律去进行由浅入深的知识与技能的教学。在高职机电一体化的实践教学中,应该重视专业技能训练与核心技能训练、扩展能力训练的相互融合。
(三)校企联动,建设产学研有机结合的实践教学基地。
校企合作的教学模式符合高职院校教育改革的具体需求,可以充分的发挥校企双方的优势,达到工学交替的人才培养模式,为学生实习、实践、就业,教师的再教育、科研提供优质服务。通过校企合作的教学模式,可以让学生真正的体会到职业人的角色特性,将自身的专业知识应用到实际的生产环境之中,也是对生产一线需要的高技能人才重要培养方式。积极地去建设教学与培训、生产与科研融合的教学实训基地,可以推动人才培养与经济效益两方面的进步。校外实践教学基地的设立可以采用国家专项、省部共建等方面的资金投入方式,做到建设的互惠互利,实现校外训练基地的稳定发展。
采取技术改造、设备更新、资源整合等方法去进行校内实训基地的建造,其建设需要遵循适度够用的原则,在充分的调研基础上再开展实际的建设活动。校内实践基地在建设与管理上需要确立以学生为本的理念,提升自身的综合性与开放性特点,以提高学生的创新力为主要任务,增强学生的机电一体化实践能力,还让校内实训基地发挥了应有的功效。在此基础上还应该去积极的吸收社会资源,通过参股等形式参与校外实践基地的建设,并且对实训基地进行科学化管理,体现出高职院校具备的社会服务作用。
三、结束语
高职院校开展的实践教学对于学生熟知专业知识、提升实践能力有着重要的意义,机电一体化专业教学也应该重视对实践教学的发展,教师应该积极地进行教学方式的探究,通过有效的实践教学培养更多的高素质的技能型人才,在机电一体化教学中学生的实践能力的提升需要借助实践训练的力量,形成高职机电一体化的实践教学体系,与高职教育的相关人才培养目标相符合。
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机电一体化毕业论文一
摘要:随着经济的发展,机电一体化技术也得到了快速发展,而机电一体化在工程机械中的应用与发展也促进了工程机械的不断进步。
本文主要对机电一体化技术以及其在工程机械中的应用与发展进行了分析研究。
关键词:工程机械 机电一体化技术 应用 发展
引言
随着科学技术以及新兴科技突飞猛进的发展,极大地促进了学科之间的相互渗透、融合,同时也促进了工程建设领域的革新与创新。
目前,机电一体化已经渐渐成为一种独立的技术,在各行各业都有不同程度的应用。
尤其是科学技术的发展,在很大程度上促进了机电一体化的进步与创新,并且在工程机械中得到了很好的应用。
积极地采用机电一体化,将机械、电子技术和液压技术进行了有效的结合,大大地提高了机械的多种功能,
比如说,动力性能提升,燃油的经济效益提高,安全性和可靠性大增,操作的精准度和舒适度都大幅度提高,机械的使用寿命也随之延长。
所以,研究工程机械机电一体化的应用与发展有着重大意义。
一、机电一体化技术的概述
机电一体化就是综合地运用机械、计算机、微电子、电力电子、光学、接口等技术,对各个功能进行合理的配置,从而实现了高质量、多功能、低能耗的价值和功能。
机电一体化也称之为机械电子学,属于一门新兴的边缘综合科学, 机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、控制技术和
精密机械技术有机结合,并综合应用到实际中去的综合技术。
主要是通过微电子技术的应用,把微电子技术引进到相关的动力功能、机械主功能、控制功能等方面,在软件方面能够使得机械装置与电子装置相互进行有机结合而形成有效的系统。
而随着科学技术的发展,机电一体化技术也得到了快速发展,并且处于不断创新与进步之中。
机电一体化技术逐渐走向了高智能化、微型化、网络化、个性化和绿色化的趋势。
而机电一体化技术在工程机械中的应用,能够使得各种性能方面都得以明显改善,比如操作舒适性能够得以有效提高;机械能耗能有效大幅度降低,明显提高机械功效。
可靠性不断提高;不断提高相应的作业精度和作业效率。
二、工程机械机电一体化技术的应用
机电一体化技术具有广阔的发展前景和极高的应用价值,尤其是在工程机械中的应用更具广泛性和有效性,机电一体化技术在工程机械中的应用主要表现在以下几个方面:
1、机电一体化技术的在工程机械提高生产效率、节能降耗方面的应用
在传统的工程机械中,能量的充分利用率和使用率比较低。
比如说,液压挖掘机其燃料的充分利用率仅仅占了30%,剩下的70%左右的能量都被浪费了。
在能源资源高度紧张的今天,迫使机械工程的发展必须向着“节能降耗”的方向发展。
比如说,小松公司生产的挖掘机能够很好地达到节能降耗的目的,大约可以节省23%的燃料,最主要的原因就是新型的控制节能器的采用。
日立公司生产的挖掘机,采用了“卡特电子效率”节能控制体系,通过对泵以及发动机的综合、全面控制,大大提高了利用率,其能量利用率能够达到98%左右,生产率也相应地得到了大幅度的提升。
所以说工程机械中电子节能控制器的运用,大幅度提高挖掘机等大型工程机械设备的能量利用率,一定程度上发挥到了节能的作用。
电子节能控制器操作比较简单,对机械的磨损也相对减少,从而提高了工作的效率。
2、在自动化以及半自动化的作业全过程中的应用
工程机械全面地实现作业自动化以及半自动化水平,可以有效地降低操作人员的劳动强度,有效地提高生产效率,大大减少了因为操作人员的经验不足或技术不到位对于操作精度的影响。
比如说,三菱公司设计生产的挖掘机,有控制挖掘机轨迹系统的功能,相关的操作人员在控制板上将铲斗的运动形状和运动轨迹设定好之后,
相应的微机操作系统就会根据不同角度的传感器发出的信号,对动臂、铲刀和斗杆的运动进行自动的控制,从而实现多种特定断面沟槽、开口和斜坡的精准挖掘,有效地实现了挖掘操作的自动化水平。
3、在控制柴油机上的应用
要想进一步深入发展柴油机技术, 应该要解决发动机排放质量与最低油耗间的矛盾。
在电子技术发展十分迅速的今天,采用电子节能液压泵系统能够有效减小能耗, 还能自动控制冷风扇的转速随温度的变化, 这样的条件下, 电子控制自动变速,
还包括根据负荷条件自动调节柴油机油门等内容都能得以实现, 能够使得在各种变工况下的柴油机,在满足经济指标和排放指标的最佳喷油时间的同时, 能够实现净化排气、节约能源、提高效率。
4、机械操作的自动化能够降低劳动强度
在工程机械施工操作中引入机电一体化实现操作的自动化或者半自动化,这样大大降低了劳动强度,提高了工作效率,并且大大减少了因为操作者工作经验不足而造成的作业精度的影响。
5、在工程作业精确度方面的应用
在工程机械设备中使用电子控制系统可以将称量的过程自动化,对称量系统实现微机控制,使得称量更加精确。
自动找平装置的应用,大大提高了混凝土沥青摊铺机的工作效率和施工质量。
自动供料系统(超声波技术)的应用,完美地完成了混凝土沥青摊铺机对于供料的自动调节,全面提升了摊铺的效果和质量。
与此同时,铲运机铲斗刀、平地机刮刀以及推土机铲刀的电子化操作控制,减少了误差,提高了工作效率,同时还节约了人力,降低了施工人员的工作强度,高效、快捷,符合现代工程施工的要求。
6、电子监控、故障自诊以及自动报警
电子监控、故障自诊以及自动报警,也就是说对于工程机械的工作装置,传动系统、发动机、液压系统以及制动系统进行全面的监控,一旦在运行的过程中发生异常情况,就会自动地找出故障的位置并自动进行报警提示。
机电一体化的发展和应用,大大地改善了操作人员的现实工作条件,全面提高了机械设备的工作效率。
与此同时,简化了机械设备检查和维护的工作,相应地减少了维修费用,大大降低了维修停机的时间,对于提高机械设备的使用寿命有很大的作用和意义。
三、工程机械机电一体化技术的发展
1、传感技术的融合
目前,传感器技术在现代工程机械上应用较为广泛,比如,发动机可以通过机油压
力传感器、冷却水温度传感器等来进行发动机的运转状态的检测和控制;
沥青摊铺机上的传感器能够实现摊铺机在工作时实现自动找平且行走速度不变的特点,还能满足摊铺出来预定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。
在感器技术的迅猛发展的今天,精度要求越来越高,可靠性和稳定性也能不断提高,越来越广的采集信息范围也超着集成、多功能化和智能化方向发展,所以,未来在工程机械上将应用越来越多种类的传感器。
2、工程机械机电一体化趋于计算机与信息处理技术的应用
计算机是实现信息处理的主体, 信息处理技术包括范围应用比较广, 主要包括
信息的输入、识别、运算、变换、存储及输出等等方面。
计算机技术范围涉及到网络与通信技术、硬件和软件技术、数据库技术等等方面。
要想工程机械机电一体化技术发展不断进步, 应该大力发展计算机应用及信息处理技术。
3、电子控制理论的指导性增强
工程机械现代化的重要标志就是以微电子为核心的高新技术, 通过其应用和推广,在相关控制理论指导下,能够满足系统智能化设计的要求,完成相关的设计后的系统仿真等等。
结束语
综上所述,机电一体化在工程机械中的应用发展是当前机械工业发展必然的趋势,也是振兴和发展机械工业的必经之路。
随着科学技术的不断发展,工程机械机电一体化还会有着更多的创新与发展,未来工程机械机电一体化技术的应用将会融合机、电、光以及磁的综合性能,更好地促进工程机械的发展。
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机电一体化毕业论文二
【摘要】:为保证电力系统的安全运行,国内的大型机组均使用电液调节系统进行控制,实现转速控制、同步并网、负荷控制等功能。
本文以电厂300MW机组使用的上海汽轮机有限责任公司生产的汽轮机为例,介绍其系统机构、调试要点和实现功能。
【关键词】:300MW机组;电液调节系统;控制;调试
近年来,300MW机组在我国得到了广泛的应用。
为保证电力系统的安全运行,国内的大型机组均使用电液调节系统进行控制,实现转速控制、同步并网、负荷控制等能。
改变了系统的适应性和灵活性,提高了控制能力和控制效果,大大提高了发电机组的自动化水平[1]。
本文以电厂300MW机组使用的上海汽轮机有限责任公司生产的汽轮机为例,介绍其系统机构、调试要点和实现功能。
1、系统简介
该电厂的机组热控系统采用上海新华控制工程有限公司提供的Symphony系统,是一套集计算机、自动控制技术、数据库和网络为一体的产品,
具有独立的分散控制系统、监控技术及数据采集系统、控制系统,能够满足各个生产领域对信息管理和过程控制的需求。
系统采用合理的软、硬件功能配置和模块化设计,具有易于扩展的能力,将离线和在线调试集中于一体,便于调试及修改,设备的各个控制相对对立。
由高速数据网、DPU以及连接在网上的人机接口站组成,采用开放式的系统结构,设计了冗余TCP/IP网络结点在不同类型的站。
其中,汽轮机系统的功能模件组成了一个过程控制单元,,包括汽机基本控制、超速保护和汽机自启停3个功能,并分别由3个冗余的功能控制器和相应的功能子模件完成。
其硬件配置图如下:
图一 汽轮机硬件配置
机组的汽轮机电液调节系统操作员站是基于WindowsNT(2000)环境下的人机系统,具有界面友好、操作方便的特点。
共设置了包括总貌、趋势、棒图、操作面板、报警信息等11幅画面,为运行人员提供了方便的操作手段,通过监控画面实施检测汽轮机的运行。
2、控制功能
汽轮机电液调节系统的控制功能由3对冗余的BRCl00控制器实现,主要控制汽轮机的转速和功率,通过GV、TV、RSV和 IV实现,同时还具备防止汽机超速的保护逻辑。
主要功能包括超速保护、基本控制和自启停,3部分之间既相互独立,又通过对总线的控制交换控制信息。
超速保护
这部分的作用主要是超保护逻辑、DEH跳闸逻辑及超速试验选择逻辑、提供有开关状态及汽机自动停机挂闸状态三选二、转速三选二,控制着OPC电磁阀,,并汇总DEH跳闸信号通过接线将其送到ETS[2]。
能够有效防止汽轮机的转速飞快上升,维持转速在3000r/min。
超速实验必须在大于2950 r/min的定速3000 r/min、油开关未合闸的情况下进行。
基本控制部分
基本控制部分是汽轮机电液调节系统的核心,它提供与转速及复合相关的控制逻辑、调节回路,
通过一对冗余的BRC100实现所有伺服阀接口和闭环控制的PID调节器。
工业的发达给人们生活带来了巨大变化,机电一体化技术也在不断的发展。下面是我为大家推荐的机电一体化的 毕业 论文,供大家参考。机电一体化的毕业论文 范文 篇一:《试谈机电工程机械设备管理》 引言 近几十年来,中国机电工程类行业已经有了突飞猛进的发展,同时这也是中国一直比较重视的工程项目。而在这项工程实施过程中,相关机械设备的管理工作又是重中之重,如果不有效落实机械设备管理工作,整个工程的施工过程以及整体施工质量都会受到严重的影响。因此,分析研究机电工程机械设备管理工作当中存在的问题,采取有效 措施 解决这些问题,完善机电工程机械设备管理工作,才能够提升机电工程整体质量水平。 1机电工程机械设备管理存在的主要问题 未建立健全完善的管理制度 很多情况下,为了赶工期,在许多机电工程施工过程中,相关的管理工作并没有得到重视,特别是机械设备管理工作。通常情况下,众多施工单位机械设备相关管理人员都缺乏对本职工作的认识和管理意识,对工作抱以一种无所谓的态度。另外,很多管理人员没有较高的思想政治觉悟,想的都是贪图安逸,敷衍工作,造成管理工作总是不能得到落实。无论什么企业单位,想要做好管理工作,都需要构建一个较为完善合理的相关管理机制,特别对于机电工程机械设备管理工作而言更是如此。没有建立准确健全的相关管理 规章制度 ,不能明确每一个相关管理工作人员能够明确自身的工作内容以及职责,管理人员就没有肩负法律责任,这样管理工作人员就不会重视对管理工作就,导致机电工程机械设备管理工作质量水平无法得到提升。 对机械设备的新旧处理不到位 目前,科技技术不断发展,各种机械设备在快速更替,眼下许多机电工程施工单位的相关机械设备已经显得老旧不堪重负了。更有甚者,一些施工单位的机械设备过于老化破旧,严重落后于目前的工程需求,以至于这些单位无承担那些较先进大型的机电工程,在一定程度上影响了单位的发展,制约了单位经济的长远增长。针对这种情况,有些施工单位已经在购置替换相关工程机械设备,有的从国外引进了大量的先进机械设备,使自身具备一定的市场竞争力。可是,这些单位没有结合自身的实际发展需求,更没有制定好相关的机械设备改良替换计划,致使许多购置工作都是盲目实施,花大量资金买来的机械设备实际上不能起到作用。对于机械设备新旧处理不到位也是机械设备管理工作中十分严重的一个问题。 相关管理工作人员缺少专业能力及素质 很多的机电工程施工单位为了减少成本,在相关设备材料不能再削减的情况下,只有减少工作人员以最大化降低工程成本。这就使得很多施工单位在管理工作方面大量减少工作人员,其中就包括机械设备管理相关人员。这种情况致使施工过程中机械设备的管理人员严重缺失,实际工作没有得到有效开展。另一方面,很多施工单位在管理工作上实施随便安排工作人员,所以在机械设备管理工作中出现了大量没有相关工作 经验 和专业技术能力的人,这种情况已经屡见不鲜了,其最终必定造成机械设备管理工作不能落到实处。 2加强机电工程机械设备管理的策略 建立健全完善的管理制度 任何一个企业单位想要搞好管理工作,无论是哪方面的管理工作,都必须要先构建一个较为完善健全的管理机制体系,尤其在机电工程机械设备管理工作上更是如此。相关工程施工单位必须根据自身 企业 文化 以及施工相关实际需求,建设一个合理有效且具有针对性的管理机制,以约束工作人员,使相关管理人员能够认清自己的工作本质和肩负的责任。另一点,配合着管理制度,大力开展思想政治 教育 培训,强化管理人员的思想觉悟,提升管理工作人员自身的职业修养,从而诚心投入到管理工作当中。例如,施工单位根据自身企业的文化历史以及企业实际大小,建立一个符合自身实际需求的工程机械设备管理机制。这个机制必须有严格的管理条款和考核制度,以强化要求相关管理工作人员认真对待自己的工作。与此同时,单位还需要定期组织相关管理工作人员进行思想教育培训,以提高员工的工作热情。通常这种培训可以以半年为一个期限落实开展,并且可以根据实际需求在每次工程施工之前开展一次。 合理配置工程机械设备资源 在机电工程机械设备的相关资源配置工作上也要注意合理实施管理,这个方面关系着单位的实际利益和长期发展的需求。在相关配置管理工作中,需要清楚自身单位已有设备的实际情况,哪些设备需要更换,哪些只是需要维护 修理 。在之后购置新设备的过程中,根据整合已有工程机械设备相关信息进行针对性添置更替,严格把关购置过程,不仅要重视设备的质量是否合格,还要注意购置的设备是否都是真正需要的。在工程机械设备的购置工作上,必需先制定一个合理的购置计划,并按照计划落实执行,要最大化利用已有资源,然后补充必需资源,这样才能有效提升单位效益。例如,某机电工程施工单位,经过改革之后,在工程机械设备管理工作质量上有了明显提升。特别是在机械设备的配置工作上,深入了解分析了单位已有设备资源的情况,一改以往胡乱购置的现象,将购置管理工作严格把控起来,使得已有设备得到最大化利用的同时,购置的新设备也是当前最合适单位施工所需的。通过这样有计划性的管理,使该企业在购置工作中省下一大笔不需要的开支,进而使得单位的无意义消耗减少了,由于机械设备合理购置管理而增加的企业效益上升了,真正实现了利益最大化。 强化相关管理人员的专业技能水平 想要有好的管理效果,就必须选用合适的管理人才,故此,机电工程机械设备管理工作得以顺利开展的一大重要元素就是管理人才的正确使用。相关施工单位必须明白,如果不启用专业技术过硬以及有相关工作经验的素质人才,那么机械设备管理工作始终不可能真正得到完善。所以,施工单位必须挑选优质专业管理人才,加大力度引进真正具有管理能力和经验的管理人员,然后将其融入本单位,同时鼓励管理人才适时进行进修,完善自身的技术能力以及管理思维,从而使得工程机械管理工作可以由对的人落实执行。 树立安全意识 机电工程施工过程中,对于工程机械设备管理工作的提升必须建立在树立安全意识之上。只有相关单位把施工安全意识重视起来,才能够强化安全管理工作,而对机械设备的管理正是关系着安全的一大重要方面。树立良好的安全意识,正是有效提升机电工程机械设备管理工作质量水平的重要保障。 3结语 机电工程是中国社会发展所需的重要工程,其发展的好坏直接关系着国家建设的优劣,是工程行业当中不容忽视的一部分。而机电工程当中的工程机械设备管理工作是众多管理工作中比较关键的部分,有理由相信,加强工程机械设备管理工作,是完善机电工程事业的有力保证。 机电一体化的毕业论文范文篇二:《建筑机电工程施工技术及质量控制》 在建筑施工中,机电工程的施工会应用到很多技术,施工所涉及的具体内容也较多,需要相关的施工人员给予高度重视。在当前的建筑工程施工中,受各种因素的制约和影响,建筑机电施工经常会出现一些问题,给相应的施工环节造成不良影响,还会危及到建筑施工的整体质量。因此,对建筑机电施工的技术与质量严格把控,具有重要的现实意义。 1建筑机电工程施工的主要问题 第一,不重视设备质量。很多施工企业在建筑机电施工中,不注重设备的自身质量,从购买环节到施工环节都没有对设备进行相应的性能检验。建筑机电施工如果设备质量不过关,就很容易出现相应问题,如电源短路、电线漏电、水管堵塞不畅等。这些问题的出现,对建筑机电工程的施工质量有严重的阻碍。第二,监督工作不到位。在建筑机电工程施工中,很多施工企业没有安排专门的监督人员对施工中的技术环节与工程质量进行监督。这样做的后果就是,施工中出现了相应的问题,无法得到及时、有效的解决,造成施工整体质量不过关。第三,施工人员操作不规范。很多施工人员自身不具备较好的专业素质,在施工中无法进行科学、合理的操作。这样会造成施工环节质量出现问题,从而无法保证建筑机电工程的整体质量。 2如何加强建筑机电工程相关技术与质量的控制 对施工技术的控制 (1)安装定位。想要加强建筑机电工程的技术控制,首先就需要做好安装定位工作,机电设备的安装主要可以分为解体安装与整体安装。安装人员要根据设计人员预先规划的图纸找准位置,只有将位置确定准确,进行规范化施工,才能保证机电设备的安装质量。可以说,施工中的安装定位环节,是机电施工的基础性环节,只有保证这一环节的质量,才能使后续工程得以顺利进行。 (2)配电箱施工安装。配电箱的安装,需要安装人员在施工之前掌握好配电箱自身的具体性能、标高及相应的位置坐标。安装人员在了解配电箱的基本信息之后,要将钢筋与配电箱进行整体焊接,将两者连接在一起,这样可以使配电箱在使用过程中保持自身的稳定性。在配电箱的安装过程中,安装人员需要在配电箱的内部放置一定的支撑物体,以防配电箱在使用过程中发生变形等情况,影响使用效果。在安装好配电箱之后,施工人员要对其进行相应的电路检测及电阻检测,保证其具备良好的运行性能。还要注意的是,在配电箱的安装施工环节,安装人员需要在配电箱内部埋设相应的PVC管。在埋设PVC管的过程中,应该采用管口封塞的技术,最后将PVC管用胶带进行捆扎,以保证其自身的使用性能。 (3)电线铺设安装技术。在建筑机电工程的具体施工中,电线铺设安装技术也是一项重要的施工技术,这项技术的质量关系到整个机电工程施工的整体质量,需要施工人员进行严格控制。在具体的电线安装中,施工人员应当尽量采用重叠架设的形式,这样可以很好地将电线进行隐蔽归置,不会占用过多空间。如果需要将电线安装进墙体内部,施工人员要保证电线与墙体表面之间留有合适的距离,一般要保持在15毫米左右。 对施工质量的控制 (1)做好施工规划。要想做好建筑机电工程建设的质量控制工作,首先就要做好相应的施工规划。只有做好了施工规划,才能保证接下来的施工工序合理进行,可以说,做好施工规划,建筑机电工程的质量控制就完成了一半。某施工企业在进行建筑机电施工的过程中,为了加强施工质量的整体控制,管理者要求规划人员在进行施工之前做好详细的规划工作。规划人员在施工之前,亲自到施工地点进行现场勘测,根据施工地点的实际情况以及可能受到的影响,进行综合分析。施工人员根据规划人员的详细的分析 报告 以及给出的具体施工参数,选择相应的施工技术和方案。由于施工规划报告很好地结合了施工地点的实际情况,因此给施工人员的具 体操 作带来针对性较强的指导,促进了施工方案的合理实施,保证了施工的整体质量。由此可见,做好施工规划,是保证施工质量得到合理控制的重要 方法 。 (2)保证设备质量。由于建筑机电工程在具体施工中会应用到大量的设备,因此,想要保证施工的整体质量,做好质量控制工作,就需要对相应设备进行合理控制。采购人员在购买设备的时候,一定要把好质量关,不能只考虑设备的价钱,而忽视具体的使用性能和安全性能。采购人员要对设备进行质量检验,看其在运行中是否出现问题,运行情况良好的设备才能进行购买。在购买之前,采购人员还要检查卖家的资质,看其是否具有售卖资格。某施工企业为了控制建筑机电工程的施工质量,对设备的质量进行了严格控制。该企业的管理者除了加强采购人员的素质之外,还很注重对设备进行维护和管理。采购人员买回设备之后,管理者安排专人进行设备管理,为每一台设备建立相应的管理档案,将设备的各项性能进行详细登记。管理人员定期对设备进行检修,发现问题后就及时进行解决,使用性能无法达到要求的设备要进行及时淘汰。由于该企业对设备进行严格的质量控制,有效保证了设备的使用性能和安全性能,促进了建筑机电工程的施工质量,保证了施工的合理运行。 (3)加强监督工作。建筑机电工程施工,需要相应的监督人员进行监督工作,保证施工过程中出现的问题得到合理控制。施工企业应当在施工过程中安排专业的监督人员进行工作,主要是监督施工人员的操作是否规范、合理以及施工中所出现的主要问题。监督人员在工作中如果发现了相应的问题,就要及时进行上报,让 企业管理 者及时了解问题所在。这样,管理者与有关部门就会针对问题采取合理的方法措施,将施工中的问题进行及时解决,消除施工中的安全隐患。需要注意的是,施工企业在选择监督人员的时候,也要注意其自身素质与能力。只有工作态度较好、能力和责任心都很强的监督人员才能上岗工作,这样可以保证监督工作的最终效果。企业只有加强施工中的监督力度,才能真正做好机电工程施工的质量控制工作。 3结语 建筑机电工程施工不仅关系到建筑工程施工的整体质量,还对整个建筑行业的未来发展有重要影响。施工人员在操作中要针对施工中的具体问题,应用科学、合理的施工技术,保证每个环节的施工质量。施工企业也要在具体施工中对技术环节和质量环节进行严格把控,有效加强建筑机电工程施工的整体质量。 机电一体化的毕业论文范文篇三:《试谈机电一体化在煤矿机械中的创新应用》 随着现代化科技水平的不断提升,机电一体化技术取得了长足发展,带动煤矿机械业进入到一个全新的发展时期。科技的发展,对煤矿机械性能提出更高的要求,在煤矿生产领域,电子控制装置的应用越来越普遍,结构的复杂程度以及维护的专业化程度也日益提高,本文将对煤矿生产领域中机电一体化的应用进行分析和阐述。 1 概述 机电一体化也称作机械电子工程学,是一项涉及到微电子技术、信息技术、机械技术、液压技术以及自动控制技术等数门学科知识的综合性技术。国外机械中引入机械一体化最早是在上世纪70年代,随着电子信息技术的迅猛发展,机械制造技术也不断进步,尤其是受微型计算机及未处理技术、信息处理技术以及传感技术等技术的发展,煤矿生产领域机械性能得到很大提升。 在煤矿工业中,机电一体化技术运用于煤的开采、挖掘及设备的装配中。随着机电一体化的技术在我国煤矿工业的使用普及,煤矿产业的综合实力不断攀升。使用机电一体化的系统发展煤矿工业,能够做到在短时间内完成最大的利益产出,使其真正向着煤工业的安全、高效、洁净等优化技术迈进。机电一体化技术是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是企业信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。 对于煤矿生产而言,在很大程度上受煤矿机械性能自动化程度以及经济性等因素的影响。从一定意义上讲,煤矿机械电器及电子控制系统的质量及性能对煤矿作业质量、生产效率以及煤矿机械设备的使用时限等均具有直接性的影响。当前,电子控制系统逐渐成为煤矿生产过程中不可或缺的重要内容之一,并且还是对煤矿现代机械技术水平进行评价的一大重要指标。随着现代化科技水平的不断提升,电子控制系统在煤矿机械中的重要性也会相应提升,功能也会越来越完善,从而对煤矿机械设备的使用人员以及维护人员提出更高的要求。 2 研究煤矿机电一体化技术的意义 有利于提高煤矿企业经济效益 煤矿企业通过对采煤设备机电一体化的改造,大大提高了企业的经济效益,主要表现在:其一,劳动生产率得到了大幅度的提高;其二,企业员工的薪酬待遇也得到了大幅度的提高;其三,员工的工作环境和安全状况得到了有效地改善;其四,给予地方周边经济也起到了带动作用,例如,机电一体化的建设的过程中提供了信息化维修、系统集成等众多新的岗位。 有利于提高煤矿效率 虽然现在大部分企业已经开始使用机械采矿生产,但是目前普遍存在着机械化水平不高、工人劳动强度依然很大的困境。采矿机械通过使用机电一体化技术可以节省人力资源、提高挖掘效率、降低生产成本等。 有利于煤矿企业的 安全生产 机电一体化有利于煤矿企业的安全生产主要表现在以下几个方面:其一,以往的煤矿企业的井下工作环境潮湿、阴冷、粉尘多对工人的身体健康影响很大,现在采用机电一体化方式生产减少了工人的劳动强度、优化了生产环境。 3 煤矿机电一体化应用的现状 在监控系统中应用 将机电一体化应用于监控系统中,能够及时发现生产过程中存在的安全隐患,采取相应的处理措施,避免了安全事故的发生,保证了设备运行的持续高效,降低了生产中设备停运等影响生产效率问题的发生,达到提高生产效率的目的。同时,机电一体化的而运用,还能够促进监控系统软硬件的研发,为煤矿生产现代化提供保障。 在采煤设备中应用 采煤设备的生产效率直接关系到煤矿生产的整体效率,通过应用机电一体化技术,能够大幅度的提高其牵引能动性,提升其制动能效,减少了设备的故障发生率,降低了设备维护所需要的人力和物力成本,增强了设备对恶劣环境的抵抗能力,从多个方面提高了设备运行的安全和效率。 在运输设备中应用 煤矿的运输速度在一定程度上会影响煤矿生产的效率,而随着我国各方面对煤炭资源需求的不断提升,就对煤矿的运输速度提出了更高要求。在运输设备中使用机电一体化措施,能够通过自动化管控的方式对带式运输机进行操作,利用计算机技术来对运输系统进行启动和控制,提高了惯性荷载处理的效率,从而实现煤炭生产运输过程的可靠和高效。 4 煤矿机电一体化创新应用 环保化设备的应用 随着人们环保意识的增加,煤炭生产工作也必然朝着绿色生产的方向发展,如此一来,环保化的机电一体化设备就会被运用的煤矿生产中。环保化的设备通过有效降低生产过程中污染物产生量,加强对各种废弃物的回收利用,控制各种环境污染物的排出量,从而有效实现煤矿机电一体化生产的绿色环保。 系统化设备的应用 随着各种新技术的不断发展,机电一体化中包含的技术种类也越加繁多,在一定程度上增加了其使用难度,因此,将各种技术纳入到一个系统中,提高设备的功能性,就成为机电一体化的重要内容。系统化设备的应用能够有效避免设备运行中各方面不协调而造成的问题,充分发挥各方面的功能,从而提升煤矿生产工作的效率。 智能技术的应用 为了避免由于管理制度落实不到位或人员素质不足等给煤矿机电一体化造成的不利影响,运用智能技术就成为一种有效的解决措施。 (1)智能技术可以降低人为因素对机电设备运行的干扰,通过智能系统对机电设备运行中存在问题进行自我调节,有效降低故障发生率。 (2)智能技术还能够增加机电一体化的功能,得到更为全面、准确的矿井信息,从而提高生产的安全性。 微型设备的应用 随着微电子技术的不断发展以及煤矿开采工作的需求,一些无法利用大型设备完成的工作需要引进微型设备。 (1)微型设备能够适应更为复杂的工作环境,进入到矿井更深处,为扩展开采范围提供帮助。 (2)微型设备的携带、操作更为方便,降低机电设备按照运行需要的人力、物力成本,实现全地形、全天候作业,进而提高煤炭生产工作的效率。 5 结语 随着我国煤矿生产规模和生产水平的日益提高,煤矿机电一体化的发展将会得到长足的发展和进步。在当前的煤矿机电一体化中,还存在着较多影响其生产效率的因素,对其发展造成了严重阻碍。因此,为了促进煤矿机电一体化的顺利发展,需要加强对这些问题的重视,采取针对性的措施进行解决,并积极开发创新应用方法,来从各个方面有效提高煤矿机电一体的生产效率,从而提高其应用水平。 猜你喜欢: 1. 机电一体化个人学习总结范文 2. 机电一体化职业生涯规划书范文3000字 3. 机电一体化学生的自我评价 4. 机电一体化的人生职业生涯规划范文 5. 机电一体化学习总结
随着科技负效应的显现,工程伦理越来越受的人们的重视。化学工程有着与其他工程不同的特点。下面是我为大家整理的化学工程应用 毕业 论文,供大家参考。
《 化学工程中计算流体力学应用分析 》
摘要:计算流体力学是以多种计算方程为基础,在多种化学反应设备中进行能量、质量和动量的综合计算,分析出不同守恒定律中,这些变量的主控形式和变化规律,从而优化工程设计和工艺设备,提高化学反应中正向变化的进行,提高热量交换和原材料的反应速率等。从化学工程经济效益的角度分析,有利于工程成本的节约,提升了经济回报。 文章 计算流体力学的基本原理进行分析,并 总结 了其砸你化学工程中搅拌、热交换、精馏塔和化学反应工程的具体应用。
关键词:计算流体力学;求解;基本原理;化学工程;应用
化学工程在我国具有较长的研究与应用历程,并在实际的生产与生活中取得到巨大的应用成效,不仅能够供给正常的生活需求,同时根据新材料的开发,能够满足现代型环保材料的使用。在化学工程中,较多的反映环境和反应机制都是在溶液中进行的,具有质量守恒和热量守恒定律的应用。而这种质量与能量的关系正是计算流体力学的主要原理。通过对实际应用环境和原理的分析,能够优化工程设计和工艺改进,提高化学工程的生产效率。
1计算流体力学在化学工程中的基本原理
计算流体力学简称CFD,是通过数值计算 方法 来求解化工中几何形状空间内的动量、热量、质量方程等流动主控方程,从而发现化工领域中各种流体的流动现象和规律,其主要以化学方程式中的动量守恒定律、能量守恒定律及质量守恒方程为基础。一般情况下,计算流体力学的数值计算方法主要包括数值差分法、数值有限元法及数值有限体积法,其也是一门多门学科交叉的科目,计算流体力学不仅要掌握流体力学的知识,也要掌握计算几何学和数值分析等学科知识,其涉及面广。
针对计算流体力学的真实模拟,其主要目的是对流体流动进行预测,以获得流体流动的信息,从而有效控制化工领域中的流体流动。随着信息技术的发展,市场上也出现了计算流体力学软件,其具有对流场进行分析、计算、预测的功能,计算流体力学软件操作简单,界面直观形象,有利于化学工程师对流体进行准确的计算。
2计算流体力学砸你化学工程中的实际应用
在搅拌中的应用分析
在搅拌的化学反应中,反映介质之间的流动性比较复杂,依据传统的计算形式根本无法解决,并在化学试剂在搅拌中存在不均匀扩散的特点,在湍流的形式中能量的分布状况也存在着空间特点。若是依据实验手段测得反映中物质、能量和质量的变化规律,其得出的结构往往存在较差时效性,实验差加大。
通过对二维计算流体力学的应用,能够对搅拌中流体的形式进行模拟,并进行质量、能量等数据的验证。但是流体的变化,不仅与化学试剂的浓度、减半速度有关,还与时间、容器的形状等有着之间的联系,需要建立三维空间模拟形式进行计算流行力学。随着科学技术和研究水平的提高,在通过借助多普勒激光测速仪后,已经对三维计算形式有了较大的突破,这对于化工工程中原料的有效应用和工程成本的减低具有促进的作用,但是在三维计算流体力学中还存在一定的缺陷,需要在今后的研究中不断的完善。
在化学工程换热器中的应用分析
换热器是化学工程中主要的应用设备,通过管式等换热器、板式换热器、冷却塔和再沸器等的应用,能够有效的控制化学试剂在反应中的温度变化。其中根据换热器的形式不同,计算流体力学的方式也就不同。在管式换热器中主要是通过流体湍流速度的改变,增加换热速率的。在板式换热器中是通过加大流体的接触面积,提高换热效率的。而在冷却塔和再沸器中,热量交换的形式更为复杂,但是却群在重复性换热的特点,增加了换热的时间,提高了换热的效果。从总体上分析,计算流量力学中,需要对温度变化、流体的速度变化、热交换面积变化和时间变化进行分析。通过CFD计算流体力学的应用,能够计算出不同设备的热交换效果,并根据生产的实际需求进行换热器的选择使用。
在精馏塔中的应用
CFD已成为研究精馏塔内气液两相流动和传质的重要工具,通过CFD模拟可获得塔内气液两相微观的流动状况。在板式塔板上的气液传质方面,Vi-tankar等应用低雷诺数的k-ε模型对鼓泡塔反应器的持液量和速度分布进行了模拟,在塔气相负荷、塔径、塔高和气液系统的参数大范围变化的情况下,模拟结果和现实的数据能够较好的吻合。
Vivek等以欧拉-欧拉方法为基础,充分考虑了塔壁对塔内流体的影响,用CFD商用软件FLUENT模拟计算了矩形鼓泡塔内气液相的分散性能,以及气泡数量、大小和气相速度之间的关系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一种用塔内典型微型单元(REU)的流体力学性质来预测整塔的流体力学性质的方法,对每一个单元用FLUENT进行了模拟计算,发现塔内的主要能量损失来自于填料内的流体喷溅和流体与塔壁之间的碰撞,且用此方法预测了整塔的压降。
Larachi等发现流体在REU的能量损失(包括流体在填料层与层之间碰撞、与填料壁的碰撞引起的能量损失等)以及流体返混现象是影响填料效率的主要因素,而它们都和填料的几何性质相关,因此用CFD模拟计算了单相流在几种形状不同的填料中流动产生的压降,为改进填料提供了理论依据。CFD模拟精馏塔内流体流动也存在一些不足,如CFD模拟规整填料塔内流体流动的结果与实验值还有一定的偏差。这是由于对于许多问题所应用的数学模型还不够精确,还需要加强流体力学的理论分析和实验研究。
在化学反应工程中的应用研究
在化学反应工程中,反应物和生成物的化学反应速率与反应器、温度和压力等有着较大的联系,在实际的反应中可以利用计算流体力学进行数据的获取。但是这数据的获取具有一定的温度限制,当反应中温度过大,就会造成分子的剧烈运动,其运动轨迹的变化规律就会异常,在利用计算流体力学的模型计算中,计算数据与实际情况会发生较大的偏差。由于高温中分子的运动轨迹和运动速度难以获取,在计算流体力学的实际计算中,就要借助FLUENT进行三维建型,并利用测速反应器进行速度的测量,通过综合的比较分析,利用限元法进行数据的计算。可以得出不同环境下的反应器的流线、反应器内部的浓度梯度及温度梯度。通过CFD软件预测反应器的速度、温度及压力场,可以更进一步理解化学反应工程中的聚合过程,详细、准确的数据可以优化化学反应中的操作参数。
3结束语
计算流体力学对于化学工程的应用具有实际意义,并在经济效益的提高上具有重要的价值,在近几年,化学工程技术人员不断的计算流体力学中展开研究,以二维空间计算和模拟为基础,不断的完善三维空间的流量计算,并得出了一系列的流体流动规律。根据计算流体力学在化学工程中的广泛应用,在今后的化学工程发展中,应加强此类学科的教学与延伸,提供出更有效的反应设备和工艺操作。
参考文献
[1]余金伟,冯晓锋.计算流体力学发展综述[J].现代制造技术与装备,2013(06).
[2]舒长青,王友欣.计算流体力学在化学工程中的应用[J].化工管理,2014(06).
《 能源化学工程专业化工热力学教学思考 》
[摘要]《化工热力学》是能源化学工程专业一门理论性和逻辑性较强的专业基础课,文章阐述了作者在《化工热力学》课程教学过程中如何提高学生对学习本课程兴趣的教学实践和教学体会。通过明确教学内容和教学主线,改变传统的单一的课堂教学,将课堂教学与学科动态及工程实践密切结合,激发学生学习兴趣,培养学生自主学习能力和工程意识,以满足培养能源化学工程领域领军人物的要求。
[关键词]化工热力学;能源化学工程;教学实践;教学体会
化工热力学是化工类学生的专业必修课程之一,主要讲述热力学定律在化学工程领域的应用,包括化工过程中各种形式的能量之间相互转换规律及过程趋近平衡的极限条件等。它是培养学生分析和解决实际化工问题思维方法的重要专业理论基础课[1-3]。然而该课程的课程内容抽象、计算繁琐,学生感到非常难学又缺乏实际应用,在课程学习过程中学生产生恐惧和厌学心理,达不到良好的教学效果,因此,我们对该课程的教学内容和 教学方法 进行一些改革和尝试,希望激发学生学习的兴趣,进而更好地掌握这门课程,为后续专业课程的学习夯实基础。
武汉大学2013年新开设的能源化学工程专业是由1958年原武汉水利电力学院开办的“电厂化学”专业发展而来,主要面向电力行业及高效洁净能源领域(包括超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等),培养掌握化学与化工基础理论及能源化学专业知识和技能的未来行业发展的领军人物。
目前,本专业主要有水处理、材料腐蚀与防护、化学监督与控制、能源化学四个主要研究方向。为了适应学校对新专业发展和一流学科建设的要求,2015年在本专业大三学生中新增设了《化工热力学》这门化工类专业的专业基础课程。如何调动学生的课堂积极性,培养学生的创新能力,夯实学生的专业基础,使他们在54学时的学习过程中理解并掌握本门课程的基本概念,并且将抽象的理论与实际的能源化学过程联系起来是本课程的核心教学任务。本文结合我校能源化学工程专业的培养目标,浅谈《化工热力学》的教学体会,着重对教学方式进行了探索和实践,为培养能源化学工程领域的领军人物奠定基础。
1明确教学内容与课程主线
结合我校《化工热力学》课程以工程应用为中心、专业研究方向覆盖面广等特点,我们选用了朱自强等编著、化学工业出版社出版的《化工热力学》作为教材[4],同时,也鼓励学生使用部分参考教材(《化工热力学》,冯新等编,2008;《化工热力学(第二版)》,陈钟秀等编,2000;《化工热力学导论(原著第七版)》,.史密斯等编,刘洪来等译,2007)[5-7]。化工热力学发展时间较长,已形成较完整的知识体系,如何在54学时内有效地把关键知识点教授给学生是本课程教学实践的关键。
由于本专业学生在大二《物理化学》课程中已经系统学习了理想气体相关的状态方程及其应用,因此在本课程教学中不再赘述,而是重点介绍工程实际应用较多的二参数状态方程、化工热力学分析、溶液热力学、流体相平衡和化学反应平衡等。在教学实践中,首先,详细分析《化工热力学》教材结构,围绕主线内容合理编排知识点;其次,建立好各知识点之间的逻辑关系,让学生在大脑中建立化工热力学框架图;最后,根据能源化学工程专业的需要,适当删减补充了教材内容,结合学科动态,增强化工热力学的应用能力,如燃料电池开路电压的计算、水/二氧化碳共电解制合成气过程中气体组成的计算等。
2改变单一课堂教学模式,培养学生自主学习能力
化工热力学课程设计的公式多而繁杂,学生在开始学习阶段容易产生恐惧厌学心理,传统的单一课堂教学模式具有“教师主导学生学习”的特点,与本课程“教师引导学生学习”的教学目的存在较大偏差。因此,应改变传统单一课堂讲授模式,充分采用“启发式”和“参与式”相结合的教学方法。
首先,教师在 课前预习 阶段设疑(提出问题),促使学生思考,复习旧知识,预习新知识;其次,教师在教学实践过程中采用多媒体和板书相结合的教学方式解疑(解决问题),并通过对例题和习题的讲解加深学生对化工热力学原理、方法和应用的理解,同时,教学过程中应避免陷于抽象的说教和枯燥的公式推导之中,重点讲述化工热力学知识点的应用条件和物理意义;最后,课堂教学结束后,教师主动与学生面对面交流答疑(探讨问题),并设置思考题让学生查阅相关资料。通过“设疑—解疑—答疑”的渐进式教学方法达到对关键知识点举一反三的目的,同时,吸引学生注意力,培养学生自主学习能力,提高学生学习的积极性和主动性。
3课堂教学与工程实践密切结合,培养学生初步的工程观点
化工热力学由于理论性较强、基本概念多且抽象,而且本科生在学习过程中接触科研课题及工程实践的机会较少,将课堂教学内容与科研课题及工程实践紧密结合起来,建立“以应用为中心”、“探究式”的特色教学模式,紧密联系我校在能源化学工程领域(特别是超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等方面)开发利用的化学工程实际问题,把学科前沿领域的科研成果带入课堂,可以使他们强化科研思想、激发听课兴趣、培养创新能力;同时,可以让学生获取利用化工热力学基本原理解决工程实际问题提供思路和方法,培养学生初步的工程观点。
4考核方式方法研究
传统的期末一张考卷为准的考试方式不利于学生能力的培养,也不能全面地体现学生对所学知识的掌握程度,为了更加系统全面地评价学生对课程内容的认识情况,我们对课程的考核方式方法进行了改革探索。目前,课程成绩总评包括平时成绩和期末成绩两部分,其中平时成绩包括学生的课堂综合表现、课程预习、作业三个部分,各占10%;期末考试采用开卷方式考试,考试的题目偏重于对知识点的理解和其在能源化学过程中的应用。然而由于该课程的课程内容抽象、计算繁琐,教学过程中发现仍有部分学生存在畏惧厌学心理,因此,在今后的教学实践中应考虑进一步激发学生的学习兴趣,增强学生的主观能动性,在课堂教学中引入分组讨论,开展导向性的专题研究,将课程内容与能源化学过程(特别是学科动态)相结合,培养学生查阅资料和分工协作的能力,为学生下一步学习专业课程夯实基础。
5结束语
在《化工热力学》课程的教学实践和尝试中,首先要明确教学内容与主线,打破单一的学生被动听讲的模式,理论联系实际应用,调动学生学习的积极性和主动性,激发学生对教学内容的兴趣,并且在教学的过程中对教学方法进行改革创新,因材施教,为学生下一步学习更专业的能源化学工程知识和从事新能源行业工作奠定扎实的基础。
参考文献
[1]陆小华,冯新,吉远辉,等.迎接化工热力学的第二个春天[J].化工高等 教育 ,2008,3:19-21.
[2]梁浩,刘惠茹,王春花.《化工热力学》教学实践与尝试[J].广东化工,2010,37(1):157-158.
[3]李兴扬,唐定兴,沈凤翠,等.化工热力学教学改革与体验[J].化工高等教育,2011,3:71-73.
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[7]史密斯JM,范内斯HC,阿博特MM,等编;刘洪来,陆小华,陈新志,等译.化工热力学导论(原著第七版)(IntroductiontoChemicalEngineeringThermodynamics,SevenEdition).北京:化学工业出版社,2007.
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应用化学是介于理科与工科之间的一门理工结合型学科,应用化学专业的毕业生可服务的社会领域非常广泛。下面是我为大家整理的应用化学毕业论文,供大家参考。
摘要:在完善应用化学实验教学内容改革的同时,继续加大了对实验教学设备的调研与采购。着重按照现行企业运行模式中的方式,采用一些先进的小型化设备与仪器,让学生在实验操作技能锻炼的同时,熟悉设备与仪器的使用,这为学生进入企业能尽快投入到工作中奠定一定的基础。
关键词:应用化学;实验
1应用化学实验课程现状
从实验教学内容来看,大体上分为三个部分:其一,典型的物质合成,占实验教学内容的,从教学范畴上属于有机化学实验教学内容,不利于学生应用化学实验的开展;其二,系列产品的配制实验偏多,占实验教学内容的,咋一眼看上去,内容较为丰富,但都属于同一范畴,造成实验类型单一;其三,提取类实验,占实验教学内容的20%,操作方法基本上相同,很难体现出应用化学实验的真正目的。另外,从学科与地方经济发展的角度考虑,包头隶属于稀土产业的主产地,国家中长期发展纲要中,把内蒙古定位成国家重要的能源基地,尤其是在化工行业中尤为突出。然而,从应用化学实验教学内容来看,并没有突出化工行业中典型流程的分离,脱离了地方产业的发展,违背了应用化学实验在人才培养方法中的重要地位。同时,从大的环境来看,高校从事应用化学专业相关的人员很多,但在这个领域中具有技术型的人才偏少,往往因设备、技术和资金等原因只停留在理论阶段,很难实现校企合作,时间长了,理论就会偏离实践。鉴于以上原因,我校化学学院在12版人才培养方案修订的同时,着重对应用化学实验教学内容进行了改革,强化高校与地方产业的联系,重点突出校企合作平台建设,丰富应用化学实验教学内容。
2应用化学实验课教学内容改革
实验教学课时的变动
按照化学学院12版人才培养方案的修订,对于应用化学实验教学内容修订正处于尝试与完善阶段,在人才培养方案修订的同时,兼顾多方面考虑,将原有应用化学实验90课时,缩减为35课时,并且由原来的两学期变成一学期。在应用化学实验教学内容完善并走向正常化运行时,进一步修订补充应用化学实验教学课时,真正实现应用化学实验教学对应用化学专业学生走向社会的需求。
实验教学内容的转换
对于应用化学实验教学内容的改革,我们在吸收原有实验教学内容的基础上,积极与周边化工企业、煤化工企业和环保局等多次接触,一方面了解这些企业岗位群体的实际需求以及对毕业生的要求,另一方面积极学习这些企业对化工原料、煤化工以及环境监测等方面的技术,组织相关专业任课教师依据应用化学实验课程改革要求,结合企业生产环节,充分调研,再通过相关文献检索与其他院校开设应用化学实验教学内容进行对比,初步对应用化学实验教学内容梳理为四个方面。就稀土元素分离与提取模块而言,学生在掌握基本无机化学实验的基础上,通过分层次教学手段,强化学生实验技能的培养,建立与地方稀土企业的密切联系,如与当地金蒙稀土集团有限公司和稀土研究院搭建校企合作平台,让学生形成实验—实践—再实验三者循环模式(见图1),杜绝因课堂实验教学的单一性和程序化给学生实验造成不良的惯性学习习惯。煤化工实验模块,也是应用化学实验尝试引入教学环节的新举措。最近几年来,随着包头新型煤化工企业相继入驻,对煤化工类的人才需求越来越多,学校也非常重视与这些企业的联系,每年利用化工专业见习和专业实习机会,加大拓展实习基地的建设,目前已经与内蒙古乌海化工、鄂尔多斯大陆新区的煤制天然气和煤制油等大型企业建立了良好的合作关系。有必要尽快将煤化工实验模块引入到课堂教学中,除建立以理论教学促进实验教学体系以外,还应建立以实践基地建设来完善实验教学的新模式。既丰富学生教学实验内容,又能为相关用人企业培养具有专业背景的人才,实现学校与企业,企业与学生,学生与学校互利双赢的金三角格局。环境检测与分析模块是结合当前国家重视环境保护,促进生态环境建设而提出的。包头具有丰富的煤炭资源,新型的能源化工企业规模正在逐步扩大,对节约资源、实现环境与效益双赢的意识也越来越高,环境治理与检测相关专业的人才也逐步受到重视。但从现实来看具有这方面的专业人才相对匮乏。为此我们在应用化学实验教学中加大环境监测与分析方面的教学内容,进一步拓宽学生视野,掌握一定的专业技能,为社会输送可用人才。
实验教学设备的完善
在完善应用化学实验教学内容改革的同时,继续加大了对实验教学设备的调研与采购。着重按照现行企业运行模式中的方式,采用一些先进的小型化设备与仪器,让学生在实验操作技能锻炼的同时,熟悉设备与仪器的使用,这为学生进入企业能尽快投入到工作中奠定一定的基础。对于一些大型的、一时无法满足教学实验的仪器,采取积极与临近科研院所沟通的形式,转移课堂教学,通过现场学习的方式进一步完善应用化学实验教学体系。目前,按照我校12版人才培养方案的修订,结合多方面的努力,应用化学实验教学内容已经修订完成。以11级的学生作为研究对象,正在实施运行当中,根据学生的反馈与实际教学效果,反响很理想。当然,在实际实验教学中也发现一些问题,正在积极总结经验,争取进一步完善应用化学实验教学改革。
参考文献
1、应用化学专业建设与实践研究张群正化工高等教育2004-09-30
2、走理工融合之路 培养应用化学专业高素质创新人才杨屹; 陈咏梅; 白守礼; 许家喜; 李蕾; 李保山中国大学教学2013-07-15
摘要:经过近几年的建设,我们制定了明确的课程建设目标和规划,建立了较为完善、科学的课程体系,做到了理论联系实际,课内课外结合,既传授知识和技能,又培养学生的应用能力和综合素质。
关键词:应用化学;仪器
1仪器分析实验课程设置
课程设计理念
“仪器分析实验”是应用化学专业必修的基础课程之一,它是分析化学不可分割的重要组成部分。通过本课程的学习,学生比较系统地掌握仪器分析的基本理论和操作,能根据不同仪器的性能、不同分析对象选择合适的分析方法。能够运用分析技术解决生产和科研的实际问题,并初步具备从事仪器分析方面研究工作的方法与能力。为此,我们的设计理念是“夯实基础,综合训练,创新提高,实践应用”。“夯实基础”要求所有学生都要完成基础性实验,加深理解仪器分析的基本原理,掌握大型仪器的使用方法;“综合训练”是指每个学生必须完成部分综合性实验,能够综合运用所学的知识和各种仪器分析测定实际样品,掌握常用的样品前处理方法;“创新提高”是指学生自主选择1-2个创新性实验,课下完成,针对生产生活实际中的某个问题,查阅文献,设计实验方案,优化实验条件,得到产品,进行表征或测定,并评价其使用效果,无论成功与否,都要给出合理的解释。通过这样的训练,可以培养学生的问题意识和创新能力,为下一步毕业论文和今后的研究生学习奠定基础。“实践应用”是指学生通过见习实习,加深理解课堂上所学的知识;更重要的是利用学到的基本理论和分析方法去解决生产生活中遇到的实际问题,增强综合应用能力。
课时安排
在2011版应用化学专业培养方案中,仪器分析实验在第5学期与仪器分析课同时开设,安排在无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验等基础课程之后,48学时,开设12个实验项目,教学大纲提供了26个项目,其他实验项目作为开放实验,供有兴趣的学生课下完成。
课程体系
近年来,我们紧紧围绕应用型人才和创新型人才培养目标,按照仪器分析实验的要求,课程组以教育部精品课程建设宗旨为指导,以学生实验能力和创新能力培养为切入点,对仪器分析实验课程目标和教学内容进行了一系列改革,形成了相对独立的由基础性、综合性与创新性实验以及实践实训构成的课程新体系,体现了从易到难、从简单到综合、从基本技能训练到创新能力养成的认知发展规律。
(1)基础性实验
共有8个基础性实验,其中6个为必做实验。该类实验针对基本的分析方法,选择常用的仪器,开设较为简单的实验,目的是让学生学习和掌握大型仪器的使用方法和基本操作,了解仪器的基本结构,学会记录和分析处理数据,为养成良好的科学素养打下基础。通过第一层次的实验,强化了学生的动手能力和操作技能,并为后续实验奠定了基础。
(2)综合性实验
2个综合性实验为学生必做实验,其余10个为选做实验。综合性实验包括样品前处理和分析测定两部分。目的是让学生进一步熟悉原有仪器的使用,学习新型仪器的操作,如气质联用仪、液质联用仪、X-射线衍射仪等,掌握常用的样品前处理方法,培养学生综合运用知识解决问题的能力。
(3)创新性实验
该类实验难度较大,教师精选生产生活实际中的问题,只给出实验要求。学生必须进行社会调查、查阅文献、设计方案、独立完成实验、分析数据、得出结论。这类实验以开放性实验开出,与大学生创新训练项目、教师科研课题相结合,培养学生的创新能力和科研意识。
(4)实践实训
为了实现应用型人才的培养目标,课程组非常重视学生的实践实训工作,积极开展第二课堂。结合环保主题开展临沂市水质调研、土壤中重金属污染情况的调查,对水质的各种指标和土壤中重金属离子的含量进行测定。学生查阅文献设计方案,不同小组可以选用不同的仪器进行测定,进一步熟悉气相色谱仪、液相色谱仪、ICP-OES光谱仪、原子吸收光度计和原子荧光光度计的使用,掌握样品的前处理方法。比较不同小组的测定结果,并与国家标准对照,确定水或土壤是否被污染。2011年,我们组织的临沂大学沂河水质调研团获山东省暑期“三下乡”社会实践优秀服务队。充分利用现有的实习基地组织学生进行参观学习或实习,在实践中开阔视野,学习了解先进的分析仪器。学生在学习仪器分析之前,接触到的分析仪器都是玻璃仪器,复杂一点的就是紫外-可见分光光度计,所以对于大型仪器非常陌生。开始新课前,我们组织学生分组到仪器分析实验室和分析测试中心,见识将要用到的大型仪器,对于学校没有的较先进的仪器,就带学生去实习单位参观,了解分析化学的应用领域,大型仪器在现代分析中的重要地位,明确仪器分析要解决的问题,让学生带着实际问题学习,增强学习的目的性和针对性,提高学习效果。教学结束时,部分有兴趣的学生,可以再去实习基地见习或实习1~2周,用学到的知识去解决问题,对实际样品进行处理和测定,深刻体会学有所用、学有所成的道理。大四下学期,所有的学生都要去基地实习2-3个月,实习期间,学生进行系统的训练,从设计方案,到优化条件,最终建立一种灵敏度较高、选择性较好的分析方法,或者对已有的方法进行改进,在校内教师和基地老师的指导下完成毕业论文。
2仪器分析实验课程内容
为了适应不断发展变化的社会需求和人才培养需要,我们积极吸收行业企业参与课程内容和课程体系改革,临沂市环境监测站、临沂市出入境检验检疫局、临沂市产品质量监督检验所、临沂市药品检验所等监测部门、山东金正大生态工程股份有限公司、鲁南制药集团股份有限公司、天津药明康德新药开发有限公司、山东潍坊润丰化工有限公司等企业对仪器分析实验项目的设置提出了修改建议。我们主要从以下几方面对实验内容进行了修订。
从生产生活实际出发选择实验内容
仪器分析实验教学的内容要贴近生活、生产实际,强调知识的应用和内容的开放性,这样才能激发学生的好奇心,从而引起对实验的兴趣。讨论问题不能一味地从理论知识开始,应注重从与知识相关的应用和技术以及社会的角度进行思考,从项目(主题)及应用性的问题出发,根据需要合理选择实验内容。例如:在原子吸收分光光度法中就可以选择头发中微量元素含量的测定,双波长紫外分光光度法测定复方磺胺甲恶唑片中磺胺甲恶唑含量,循环伏安法可以选择各种饮料中葡萄糖含量的测定,既保证了实用性,又增加了前处理的内容。对于社会上出现的一些热点问题将其有选择性地融入仪器分析实验教学中,如假药的检测、苏丹红及三聚氰胺的分析等此类探索研究性实验,作为开放性实验,对一些有浓厚兴趣且基础较好的学生单独开放。学生通过实验可以体会到仪器分析实验在社会生产和生活中的巨大作用,以及给社会生活带来的便利,并且认识到,如果不合理地利用科学技术,它会给人类带来危害,甚至是灾难,让学生关注与科学有关的社会问题,增强社会责任感。
删除陈旧的内容,增加新技术新方法
传统的仪器分析实验内容多是一些验证性和低层次的常规实验,与现代实验方法技术和现实应用等相差较远,无法调动学生学习实验课的兴趣和积极性。在实验课的教学过程中,必须结合科学发展前沿介绍本学科的新理论、新方法,以及本学科与其他相关学科的关系。以基础理论为主线,以典型的实验为重点,以实际操作为核心,在集中讲授研究成熟、应用性广泛的仪器方法的同时,要让学生通过查阅文献,掌握现代仪器理论的最新动态,了解本学科涌现的新知识、新技术、新方法,使学生受到现代科学技术的熏陶。基于这一想法,我们增加了有关新仪器、新方法、新技术的实验,如“吹扫捕集-气相色谱/质谱法测定水中苯系物的组成”、“松果菊中组分的LC/MS分析”、“流动注射化学发光法检测DNA”、“基于纳米金比色分析法测定中药材中的汞离子”等。
提高综合性实验和创新性实验的比例
不少学生希望老师把更多的思维空间留给他们,让他们有独立思考的机会。为此我们尝试把学生的一些基础实验设计成研究型实验,把科学前沿领域的知识引入学生实验中来,增加创新性实验,旨在调动学生的积极性,培养学生的综合能力。例如“HPLC法测定中药材提取物和克林霉素磷酸酯注射液中抑菌剂含量”、“叶绿素的提取分离及叶绿素金属络合物的合成与鉴定”、“固相萃取-HPLC检测土壤中的三嗪类除草剂”等。通过实验,学生很好的掌握了样本的提取与预处理,以及气相色谱、液相色谱、紫外-可见分光光度计、原子吸收分光光度计等仪器的使用和注意事项,初步具备了实验方案制定的能力,并对现代仪器的原理、结构和操作有了更深一步的了解。
及时将教师的科研成果转化为实验内容
课程组教师坚持以教学为中心,教学与科研相互促进,积极开展科研工作,形成了几个较为稳定的研究方向:生命化学分析、纳米改性与传感、环境分析、天然产物分离与分析。课程组充分利用科研优势推动教学改革和实验内容的更新,部分教师的研究成果已经成为仪器分析实验的重要组成部分。例如,“流动注射化学发光法检测DNA”来源于生命化学分析研究方向,“毛细管电泳法测定阿司匹林中水杨酸的含量”、“松果菊中组分的LC/MS分析”等实验项目来源于天然产物分离与分析方向,“基于纳米金比色分析法测定水中的汞离子”、“稀土掺杂TiO2光催化剂制备及光催化活性的研究”来源于纳米改性与传感方向,“土壤中砷的形态分析”,“金属离子印迹聚合物的制备及水中镉离子的测定”等实验项目来源于环境分析化学方向。这些实验项目的实施,既完善了实验教学体系,又充实了实验内容,有助于学生了解科学研究的过程,激发参与教师科研课题的热情。
3结语
经过近几年的建设,我们制定了明确的课程建设目标和规划,建立了较为完善、科学的课程体系,做到了理论联系实际,课内课外结合,既传授知识和技能,又培养学生的应用能力和综合素质。紧跟学科发展前沿,力求教学内容科学先进,及时把新型的仪器手段、分析方法和教师的教学科研成果引入教学。教学过程中灵活运用多种教学方法,调动学生学习的积极性和主动性,学生的学习兴趣明显增强,动手能力和解决问题的综合能力显著提高,在各种大赛和科技活动中取得了优异的成绩。在山东省大学生化学实验技能大赛中获一等奖4人、二等奖7人、三等奖1人;在“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛中获二等奖5人、三等奖6人;6名学生获山东省优秀学士学位论文;27人在省级以上期刊发表学术论文;2012年,14人获国家级大学生创新训练计划项目,16人获校级大学生创新训练计划项目。
参考文献
1、浅谈应用化学专业实验教学改革与实践李凡修; 孙首臣; 邓仕英; 李克华实验室研究与探索2014-04-15