0817化学工程与技术

0817化学工程与技术（精选9篇）

0817化学工程与技术 篇1

一级学科（中文）名称： 化学工程与技术

(英文)名称： Chemical Engineering and Technology

一、学科概况

化学加工过程可追溯到古代的炼丹、冶炼、造纸、染色、医药和火药等化学加工方法。现代化学工程与技术是19世纪末为适应化学品大规模生产的需要，在工业化学的基础上逐步形成的一门工程技术学科。1880年，“化学工程”概念首次被英国学者George E.Davis正式提出。1888年，美国学者Lewis M.Norton在美国麻省理工学院（MIT）开设了第一个以“化学工程”命名的学士学位课程，标志化学工程学科的诞生。

1901年，第一部化工手册（George E.Davis）问世，孕育了“单元操作”思想。1915年，美国学者Arthur D.Little正式提出了“单元操作”概念，将各种化学品的工业生产工艺分解为若干独立的物理操作“单元”，并阐明了不同工艺间相同操作“单元”所遵循的相同原理，实现了化学工程学科发展的第一次质的飞跃。1935年，美国学者P.H.Groggins将此概念延伸至化学反应过程，提出了“有机合成中的单元过程”。此后，化学工程与技术学科的研究方向逐渐丰富，单元操作原理和化学反应理论共同促进了应用化学和化学工艺的迅速发展，工业催化也应运而生，第二次世界大战中对抗生素产业的巨大需求催生了生物化工。

1950年代后期，美国学者R.B.Bird等把相关物理和数学理论引入“单元操作”，将所有单元操作归纳为质量、热量和动量的传递过程，并阐明了传递过程基本原理。随后，传递过程原理与化学反应相结合，确定了化学反应工程的学科范畴和研究方法。传递过程原理和化学反应工程（“三传一反”）理论的发展，完成了学科由“单元操作”向“三传一反”过渡的第二次飞跃。

此后，迅速发展的计算机技术为学科发展提供了强有力的支撑，并逐步形成了数学模型化的过程系统工程方法论，为解决学科复杂工程问题奠定了坚实的理论基础。20世纪90年代后期，学科研究向更短和更长时间尺度延伸，跨越纳观尺度、微观尺度、介观尺度、宏观尺度和兆观尺度，逐步进入“多尺度、多目标”研究发展新阶段。

21世纪以来，生命科学、信息科学、材料科学和复杂性科学以及测试技术的发展为化学工程与技术学科提供了强有力的研究手段和新的发展机遇。学科间的交叉与融合，使得化学工程与技术学科服务的经济领域日益扩大，研究的范围不但覆盖了整个化学与石油化学工业，而且渗透到能源、环境、生物、材料、制药、冶金、轻工、公共卫生、信息等工业及技术领域，成为实现能源、资源、环境及社会可持续发展的重要保证，在资源的深度和精密加工、资源和能源的洁净与优化利用以及环境污染的治理过程中发挥了不可替代的关键作用，并且支撑了生物工程和新材料等新兴技术领域的快速发展。

二、学科内涵

（1）研究对象：

化学工程与技术是研究化学工业及其他相关过程工业（如石油炼制工业、冶金工业、食品工业、印染工业、制药工业等）中所进行的物质与能量转化、改变物质组成、性质和状态及其所用设备的设计、操作和优化的共同规律和关键技术的一门工程技术学科。其核心内涵

是研究物质的合成以及物质、能源的转化过程与技术，以提供技术最先进、经济最合理的方法、原理、设备与工艺为目标。其主要研究对象包括：以能源和资源开发及高效利用为目标的化学工程与技术；生物和制药过程中的化学工程与技术问题；以新材料开发和应用为目标的化学工程与技术；物质的合成与转化过程对环境的影响以及减轻和消除环境污染的化学工程与技术等。

（2）学科理论：

化学工程与技术学科经过一个多世纪的发展，尤其是在化学工业及石油化工大规模生产需求的引领下，形成了以化学、物理学、数学和生物学基本原理和方法为基础，以传递过程原理与化学反应工程（“三传一反”）为核心，包括化工热力学、分离工程、生物工程和系统工程等重要理论的完整理论体系。

（3）知识基础：

化学工程与技术学科旨在培养能在化工、能源、信息、材料、环保、生物工程、轻工、制药、食品、冶金和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作的工程技术人才，需要掌握化学工程与化学工艺学等方面的基本知识与方法，同时注重化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练，并具有对企业生产过程进行模拟优化、革新改造，对新过程进行开发设计和对新产品进行研发的基本能力。

除本学科的知识发展之外，相关学科的理论和技术的发展也使得化学工程与技术的知识基础不断拓展和深化。总体来说，这些知识基础包括四大类：自然科学基础知识（数学、化学、物理、生物、生态学与医学）、工程科学基础知识（工程机械与土木建筑等）、技术科学基础知识（计算机科学与材料科学等）、人文社会科学基础知识（经济学与管理学等）。

三、学科范围

本学科包括七个研究方向：化学工程、化学工艺、生物化工、应用化学、工业催化、材料化学工程和生态化工等。

化学工程：研究以化学工业为代表的过程工业中相关化学过程和物理过程的一般原理和共性规律，解决过程及其装置的模拟、放大、开发、设计、操作及优化的理论和方法问题。该学科方向的主要内容有：化工热力学、传递过程原理、分离工程、化学反应工程、过程系统工程、化工安全生产及化工过程和装备设计等。

化学工艺：研究化学品的合成机理、生产原理、产品开发、工艺实施和过程及装置的设计和优化。该学科方向主要涉及以石油、煤、天然气和其他矿物质为原料，通过石油化工、煤化工、基本有机化工、无机化工、化工冶金和高分子化工等过程加工产品的工艺过程。

生物化工：以实验研究为基础，综合基因工程、细胞工程、酶工程、组织工程、系统生物学与工程技术理论及合成生物技术、生物炼制、生物材料技术等，通过工程研究、过程设计、操作的优化与控制，实现生物过程目标产物的高效生产。该学科方向是生物技术产品开发和产业化过程的重要基础。

应用化学：研究精细化学品、专用化学品、功能材料等的制备原理和工艺技术。主要内容包括化工产品结构-性能关系、制备工艺、产品复配及商品化，以及合成化学、物理化学、化工单元反应及工艺、生物技术的应用等。

工业催化：以近代化学和物理为基础，是与过程工业及材料、能源、环境、食品、生物等领域密切联系的学科方向。主要涉及表面催化、分子催化、生物催化、催化剂制造科学与工程、催化反应工程、新催化材料与新催化过程开发、环境催化、能源与资源转化过程中的催化、化学工业与石油炼制催化等。

材料化学工程：利用化学工程的理论与方法指导材料制备与加工过程。通过材料的功能－结构－应用关系的科学问题的研究，运用化

学工程的理论与方法对材料制备过程进行分析和流程优化设计，揭示若干重要新材料和基础原材料规模化制备中的结构控制规律。依托新型分离与反应材料，构建面向应用过程的材料设计方法，从而构建材料化学工程的理论体系。

生态化工：以工业生态学原理为指导，利用化学工程学的原理和方法，按照减量化、再利用、资源化的3R原则和优先次序，通过微观层次原子节约反应路径开发，中观层次资源循环梯级利用的过程和链接技术开发，以及宏观层次的生态工业系统分析与物质、能量、信息集成，构造经济可行、资源节约、环境友好的化工系统，为可持续发展与循环经济提供工程技术支撑。

四、培养目标

化学工程与技术一级学科对应的本科专业为：普通高等学校本科化工与制药类的化学工程与工艺（081301）和精细化工与制药工程（081302）专业，其培养目标分述如下：

化学工程与工艺学士学位：本专业要求学生接受化学与化工基础理论、实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练，掌握一门外国语。培养德、智、体、美全面发展的，具有化学工程与化学工艺知识，能在化工、能源、信息、材料、环保、冶金和军工等部门从事化工生产控制与管理、化工产品研究与开发、化工装置设计与放大等方面工作的工程技术人才。

精细化工与制药工程学士学位：本专业要求学生接受制药工程与化学化工基础理论、实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练，掌握一门外国语。培养德、智、体、美全面发展的，具有制药工程与化工基础知识，能在医药、农药、染料、工业助剂、日用化学品等精细化工部门从事产品生产、科技开发、应用研究、工厂设计和经营管理等方面工作的工程技术人才。

化学工程与技术一级学科对应的硕士专业为：化学工程、化学工艺、生物化工、应用化学、工业催化、材料化学工程和生态化工，其培养目标分述如下：

化学工程硕士学位：要求学生掌握化工热力学、传递过程原理、分离工程、化学反应工程和过程系统工程等方面的基础理论和系统的专门知识；掌握本学科的现代实验技能和计算机技术；熟悉化学工程的研究现状和发展趋势；具备进行化学工程方面科学研究的能力；较熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料；能承担高等院校、科研院所、企业和其他单位的教学、科研和技术管理工作。

化学工艺硕士学位：要求学生具有坚实的化学和化学工程等方面的基础理论、系统的专门知识和综合的实验技能；能熟练运用计算机；了解本学科的发展动向及国际学术前沿；具备进行化学工艺方面科学研究的能力；较熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料；能承担高等院校、科研和设计院所、企业及其他单位的教学、科研、设计和技术管理工作。

生物化工硕士学位：要求学生具有系统的生物化工理论基础和实验知识；了解本学科及化学、生物学和化学工程等相关学科领域的现状和发展趋势；掌握本学科的现代实验技能、研究方法和计算机技术；具备生物化工和生物技术领域科学研究的能力；较熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料；能承担高等院校、科研院所、企业和其他单位的教学、科研和技术管理工作。

应用化学硕士学位：要求学生掌握合成化学、物理化学、化学工程、材料学等方面的基础理论和系统的专门知识；了解本学科的发展动向及国际学术前沿；具备独立从事化工生产过程中与化学有关的应用基础理论研究和开发研究的能力；较熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料；能承担高等院校、科研院所、企业和其他单位的教学、科研、技术管理工作。

工业催化硕士学位：要求学生具有催化化学、反应工程、材料科学等方面的坚实理论基础；了解本学科的发展方向及国际学术前沿；能运用计算机和现代实验技术，开展催化剂和催化反应过程等方面的研究开发工作；具有独立开展研究工作的能力；较熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料；能承担高等院校、科研单位、工业生产部门的教学、科研或生产与管理工作。

材料化学工程硕士学位：掌握化工热力学、传递过程原理、化学反应工程、过程系统工程、材料科学等方面的基础理论和系统的专门知识；掌握并能运用本学科的现代实验技能和计算机技术；熟悉材料化学工程及相关学科的研究现状和发展趋势；具备进行化工单元技术与理论、材料制备等方面的科学研究能力；较熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料；能承担高等院校、科研院所、企业和其他单位的教学、科研和技术管理工作。

生态化工硕士学位：具有坚实的工业生态学、绿色化学和化学工程等方面的基础理论、系统的专门知识和综合的实验技能；能熟练运用计算机；了解本学科的发展动向及国际学术前沿；具备进行原子节约型、循环链接型、生态环境友好型的化工过程和技术开发，或生态工业系统分析与集成等方面科学研究的能力；较熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料；能承担高等院校、科研和设计院所、企业及其他单位的教学、科研、设计和技术管理工作。

化学工程与技术一级学科对应的博士专业为：化学工程、化学工艺、生物化工、应用化学、工业催化、材料化学工程和生态化工，其培养目标分述如下：

化学工程博士学位： 要求学生具有坚实宽广的化学工程基础理论知识和广阔的学术视野，深入系统地了解本学科的发展现状和研究前沿；能熟练掌握和运用化学工程的理论分析方法、实验研究方法和计算机技术，研究化学反应过程、分离过程及过程系统中物质、能

量的变化和传递规律；具有独立从事科学研究的能力，并能在科学问题或专门技术上作出创新性工作；至少掌握一门外国语，能熟练阅读本专业的外文资料，具有较好的外文科技论文写作能力和一定的国际学术交流能力；能胜任高等院校、科研院所、企业及其他单位的教学、科研和技术管理工作。

化学工艺博士学位：要求学生具有坚实宽广的化学和化学工程等方面的基础理论和深入系统的专门知识；掌握现代的实验技能和计算机技术；具有一定的实际生产知识；掌握有关研究方向的前沿；具有独立从事化学工艺科学研究的能力，并能作出创新性的成果；至少掌握一门外国语，能熟练阅读本专业的外文资料，具有较好的外文科技论文写作能力和一定的国际学术交流的能力；能胜任高等院校、科研和设计院所、企业及其他单位的教学、科研、设计和技术管理工作。

生物化工博士学位：要求学生具有坚实宽广的生物化工理论基础、实验知识和广阔的学术视野，深入系统地了解本学科及化学、生物学和化学工程等相关学科领域的现状、发展趋势和研究前沿；能熟练掌握、运用本学科的理论分析方法、实验研究方法以及计算机技术；具有创造性地、独立地从事本学科领域的科学研究的能力；至少掌握一门外国语，能熟练阅读本专业的外文资料，具有较好的外文科技论文写作能力和一定的国际学术交流的能力；能胜任高等院校、科研院所、企业及其他单位的教学、科研或技术管理工作。

应用化学博士学位：要求学生具有坚实宽广的高等合成化学、物理化学、化学工程、材料学等方面的基础理论；深入系统地了解学科的发展方向及国际学术研究前沿动向；能熟练运用化学或生化方法合成、制备新物质、新材料；能熟练运用物理化学方法，包括近代检测仪器和计算机研究精细化学品、专用化学品或功能材料及器件等的制备原理和工艺技术；至少掌握一门外国语，能熟练阅读本专业的外文资料，具有较好的外文科技论文写作能力和一定的国际学术交流的能

力；具有独立从事科学研究的能力；能胜任高等院校、科研院所、企业及其他单位的教学、科研和技术管理工作。

工业催化博士学位：要求学生具有坚实宽广的催化科学与工程技术领域的基础理论和深入系统的专门知识；深入了解本学科的国际学术研究前沿及发展趋势；具有独立从事本学科及其相关领域的开创性科学研究工作的能力，并能在催化科学理论和反应工程技术上做出创新性工作；至少掌握一门外国语，能熟练阅读本专业的外文资料，具有较好的外文科技论文写作能力和一定的国际学术交流的能力；能胜任高等院校、科研院所、企业及其他单位的教学、科研和技术管理工作。

材料化学工程博士学位：具有坚实宽广的化学工程及材料学基础理论知识和广阔的学术视野，深入系统地了解学科前沿与交叉学科知识相关专业的发展前沿和进展；能熟练掌握和运用材料化学工程的理论分析方法、实验研究方法和计算机技术，具备独立进行材料设计、制备及产品的能力，具备化工单元技术和过程开发及相关理论研究的能力；具有独立从事科学研究的能力，并能在基础理论或实际应用方面做出创新性工作；至少掌握一门外国语，能熟练阅读本专业的外文资料，具有较好的外文科技论文写作能力和较好的国际学术交流能力；能胜任高等院校、科研院所、企业及其他相关单位的教学、科研和技术管理工作。

生态化工博士学位：具有坚实宽广的工业生态学、绿色化学和化学工程等方面的基础理论和深入系统的专门知识；掌握现代的实验技能和计算机技术；具有一定的实际生产知识，了解可持续发展相关理论；掌握有关研究方向的前沿；能创造性地独立从事原子节约型、循环链接型、生态环境友好型的化工过程和技术开发，及生态工业系统分析与集成等方面的科学研究；至少掌握一门外国语，能熟练阅读本专业的外文资料，具有较好的外文科技论文写作能力和一定的国际学

术交流的能力；能胜任高等院校、科研和设计院所、企业及其他单位的教学、科研、设计和技术管理工作。

五、相关学科

0817化学工程与技术 篇2

第三届海事技术与工程会议(The 3rdInternational Conference on Maritime Technology and Engineering,MARTECH2016)于2016年7月4日至6日在葡萄牙里斯本召开。该会议由葡萄牙里斯本大学船舶与海洋工程研究中心(CEN-TEC)主办,国际权威学术期刊Reliability Engineering and System Safety主编、船舶与安全领域权威专家Carlos Guedes Soares教授担任会议主席。该会议源于1987年,由里斯本高等理工学院(IST)和葡萄牙工程师协会船舶与海洋工程分会联合举办的船舶与海洋工程全国性会议。为进一步扩大会议影响,2011年该会议成为国际会议,并已成功举办三届。

本届会议共分为船舶结构、船舶水动力、船舶设计、海洋运输、海洋环境、安全与可靠性、再生能源、能效管理、船舶机械等16个主题,43场分会场报告,共有来自全世界的150多名专家、学者、工程技术人员参加了会议。

通过总结第三届海事技术与工程会议发表的与船舶设计、建造、运输和安全等方面的研究成果,分析这些领域的未来发展趋势,提出了目前研究中存在的机遇和挑战,并探讨了未来海事技术与工程领域的发展方向。

1 大会报告与分组交流

MARTECH 2016国际会议共收到230多份投稿论文,共有144篇论文收入由英国Taylor&Fancis出版集团的CRC出版社正式出版的《海事技术与工程》。会议共邀请了5个大会报告,分别为巴西Rio de Janeiro联邦大学海洋工程学院水下技术实验室Segen Estefen教授的“深海-海岸生产系统的比较研究”,武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心严新平教授的“长江海事安全技术的最新发展”,荷兰鹿特丹Erasmus大学经济学院H.Haralambides教授的“欧洲港口:全球供应链的设施还是阻碍?”,德国Duisburg-Essen大学O.El.Moctar教授的“计算流体和结构动力学方法评估波浪载荷和水弹性效应”以及美国麻省工学院海洋学院无人船项目组Stefano Brizzolara助理主任的“无人水面船研究进展”。

会议按照主题安排了论文宣读和交流。论文按照主题分类的情况如表1,论文按照作者国别和单位分类情况见表2和表3。从表中可知,本届会议主题分布广泛,涵盖内容较多。其中,船舶结构及设计等常用的应用技术、船舶水动力学等基础理论方法以及安全与可靠性仍然是本次会议的研究热点;船舶设计与水路运输亦是重要研究内容;能效管理、船舶机械、海洋环境、再生能源领域也有所涉及。参会交流论文来源于全球26个国家和地区的大学、科研院所及企业,其中大多来自高等院校。

2 海事技术与工程的发展动态分析

海事技术与工程是海事研究的核心内容之一,对其发展动态进行分析可以了解海事技术与工程最新的研究进展。本节从水下和深海资源开发、安全与可靠性、智能船舶的研发、仿真模拟、数值计算的开发等方面对本届会议的研究内容进行详细介绍,对相关领域内研究学者的类似工作进行补充介绍,并指出当前研究的不足之处。

2.1 水下和深海资源开发

海事技术与工程研究最初的目的是提高船舶的各项性能指标和保障船舶的航行安全,随着世界各国纷纷把目光从内陆投向大海,水下和深海资源的开发就成为了海事技术与工程的扩展,同时也成为新的研究热点,主要包括2个方向:(1)海洋油气田等传统化石燃料的开发;(2)以风能、波浪能等为代表的可再生资源的开发。研究的内容则涉及到资源开发的各个方面。本届会议上,这方面共有3个分会场和3个Workshop供学者讨论交流,收录相关论文13篇。

在海洋油气开发与储运方面,本次会议有5篇相关的论文发表,其中移动式海上钻井装置(mobile offshore drilling units,MODU)是大家关注的重点,如挪威的A.Martin Moe和M.Laranijnha[1]提出了一种用于MODU的浮式生产装置,并给出了可行性的评估。荷兰的J.Mendon9a Santos和C.Alves[2]提出了在MODU的早期设计阶段利用风横倾力矩曲线评估钻井船稳定性的方法。此外,关于生产中的调度优化也是一个热点,里斯本大学的L.M.R.Silva和A.M.P.Santos等在这方面做了很多研究,包括利用混合整数优化来解决海洋中的钻机调度问题,并给出了一个程序验证[3];对出口原油的管道运输系统进行了破裂及污染的风险识别和风险评估[4];应用鲁棒分析方法对原油的库存和运输路线问题进行优化分析[5]等。

随着化石能源的日渐萎缩,可再生能源的应用日益得到大家的重视,本届会议也专门设置了2个分会场讨论相关问题,共收录了8篇论文。其中海上风电场从设备装置到效益评估都引起了业界的关注,L.Castro-Santos和L.CarralCouce[6]从电价制定的角度讨论了深海浮动风电场运营的成本和盈利问题。F.Onea与A.Raileanu[7]通过一套波浪能评价方法评价了欧洲适合建设离岸风电场的的地方。K.Raed与D.Karmakar[8]提出了半潜式风力发电机组支撑结构的长期波浪载荷的评估方法。而在波浪能作为另一个可再生能源,也是一个研究的重点。巴西的R.L.Espindola和P.V.F.Andrade[9]针对波浪能,提出了一种波浪发电装置的能量转换理论。J.F.Gaspar和A.Sinha[10]等提出了用液压变压器将存储波浪能转化为动能存储的装置,然后使用它来执行波浪能转换器的无功控制。A.Sinha与D.Karmakar等[11]提出了一种圆形阵列的波浪能装置转换器(WEC),并通过仿真与传统的线性WEC的性能进行了比对。

在国内,王宴滨[12]等建立了深水钻井隔水管在平台升沉运动作用下的参激振动控制方程,并就隔水管外径、壁厚、顶张力的变化对隔水管Mises应力的影响进行具体的量化分析。王海平[13]等提出一种利用高分辨率地震资料预测海底及浅层地质灾害的技术方法对海上钻井及施工中可能存在的地质风险进行了预测分析验证。水下和深海资源开发是海事技术与工程的拓展,安全是资源开发中的核心问题,在提高水下资源开采的效率,优化钻井装置的运作的同时,更应注重油气开发所存在的安全问题,如原油泄露污染、钻井平台整体及各部分的安全可靠性等。

2.2 海事安全与可靠性

安全与可靠性的研究对象是人-海事设备-环境等要素构成的复杂系统,通过研究海事活动的参与者、设备、环境、救援措施等的因素的风险性及与系统整体的关系,有针对性的提出防范、控制或改善的措施,从而降低事故发生的风险或减轻事故的危害。这方面的研究多依赖于历史数据或经验利用统计学原理,对某一个海事活动的因素进行风险及可靠性的估计,进一步给出改善建议,如宏观方面对船舶航行风险的研究和微观层面对船舶某一部件可靠性的评估。作为海事技术与工程的永恒主题,本届会议共有4个和安全与可靠性相关的分会场,共收录了18篇论文。

在这些研究中,大部分仍然利用历史事故数据来分析船舶航行风险,从而提出相应的风险控制措施。其中,挪威科技大学的Haugen教授[14]介绍了用于挪威水域的风险评价模型,该模型采用贝叶斯网络进行建模,能够分析不同类型事故的影响因素,并用搁浅事故为例进行了详细分析;巴西的Saito[15]分析了在铁特河-巴拉那河水域发生的事故的主要因素,并比较了不同事故分析方法(包括贝叶斯网络、概率风险评估、综合安全评估)的不同点和相同点;土耳其的Taylan[16]分析了繁忙水域(博斯普鲁斯-达达尼尔海峡)的海事事故,主要是利用2001至2013年间的统计事故从事故致因的角度(包括船舶类型、船旗国等)进行了分析,并与世界上的事故致因进行了比较。葡萄牙的Silveira[17]和Rong[18]则是采用AIS(automatic identification system)数据分析了碰撞或者接近碰撞事故的特征、船舶操纵行为等;武汉理工大学的吴兵[19]从事故失效模式的角度,提出了基于数据包络方法的FMECA分析方法来评价不同类型事故的失效风险;土耳其的Mentes[20]则从安全屏障的角度,通过综合考虑技术、组织和人因等方面的因素来开展事故分析与预防的研究。

此外,船舶结构安全与可靠性和安全保障也是2个热门方向。船舶结构安全与可靠性方面,Guia[21]从综合安全评估的角度,分析了船体梁的最优安全等级;Sobral[22]从船舶火灾风险的角度,根据火灾探测系统、灭火系统、船员胜任力等方面划分了船舶舱室的不同风险等级。

贵恒[23]等提出基于工作流模型的水上交通事故应急处置效能评价量化建模方法,以优化水上交通事故应急处置的及时性与准确性。胡志武[24]等建立了基于层次分析法和反向传播神经网络的海事网格风险预警模型,为海事部门提供风险控制的信息支撑。安全与可靠性是海事技术与工程的永恒主题,海事安全与可靠性分析多基于历史事故的分析,然而随着事故风险的不确定性增加,海事运输系统的复杂性增加,海事组织对海事事故的实时应对能力提升显得尤为重要,除了基于历史事故的风险分析,针对于海事安全领域的柔性工程研究越发必要。

2.3 智能船舶的研发

以自动化技术、通信技术和互联网技术为核心的智能船舶作为未来船舶的发展方向,其研发既是海事技术与工程领域的研究热点,也是难点。不同于传统的船舶工程技术,智能船舶更多的应用了信息化手段将船舶的感知、决策和控制都实现了智能化。智能船舶作为船舶业最近几年的研究焦点,其既有深刻的科学研究价值也蕴含着丰富的市场经济价值,因此引起了世界各海洋强国、研究机构和船舶厂商的关注。传统意义上的智能船舶指船舶的自动驾驶技术,如本次会议中V.Ferrari,S.Sutulo等[25]提出的喷水推进双体船的非线性控制自动靠泊技术,经过各国航海领域研究者的探讨,目前船舶的智能化发展主要有宏观和微观2个方向。

在宏观层面主要指通过大数据技术利用海事监控设备获得各在航船舶、船队的各类信息,通过优化调度和资源配置等管理手段,充分挖掘运力、降低成本,从而提高效率。这方面希腊爱琴海大学的I.Dagkinis和N.Nikitakos[26]利用逼近理想解排序法(technique for order preferenceby similarity to ideal solution,TOPSIS),从减轻温室气体排放、船期延误、港口装卸效率和慢速航行成本的角度,提出了一种慢速航行的多目标决策方法,使燃料效率与实际情况相结合。新加坡南洋理工大学的K.Ramesh和D.Konovessis等[27]提出了集合历史数据和实时的油耗检测系统数据的船舶优化航行策略,以减少船舶油耗。

在微观层面主要是对于单船甚至船上的某一台设备进行全方位精细化管控,从而实现燃油效率提升、航迹优化、极端天气预警、设备实时管控等目标,以此来实现船舶的智能化决策、监管和控制。R.Vettor等[28]介绍了一种可以降低油耗的沿海渔船多目标路径优化算法,另一篇论文中[29],他则分析了不同参数在节省油耗的船舶路径多目标决策中的敏感性,并给出了个人建议。挪威的Lokukaluge P.Perera与B.Mo[30]利用E-航海的大数据技术,提出了能够有效提高燃料效率的智能船舶概念,并从数据的获取、筛选、平滑处理、压缩和扩展等多方面介绍基于大数据技术的船舶动力优化方法。R.Zaccone、M.Figari等[31]则提出了一种基于气象预报数据的的3D动态规划的航线优化程序用于提高燃油效率。

吴笑风[32]等基于信息流视角提出了一种针对船岸信息采集、处理、交互等问题的智能船舶系统。蒋仲廉[33]等分析和梳理了内河航道智能化建设,展望智能船舶、信息传输网络技术和船联网在未来水路交通智能化领域的发展趋势。智能船舶的研发是海事技术与工程的研究热点,水路交通的智能化是海事技术与工程发展的重要方向,但要从宏观及微观上,即从我国水路智能交通体系的建立以及单个智能船舶的功能研发运行上都实现智能化还需要整个行业共同努力,制定行业标准,强化行业规范以及关键技术的开发实现等瓶颈还需突破。

2.4 高精度仿真模拟与数值计算

实验是海事技术与工程开发过程中必不可少的环节,反复实验是发现问题、修改方案最终达到预定目标的基础。但是由于船舶巨大的体量,实船的整体实验是困难而昂贵的,部分实验具有一定的危险性和破坏性。因此局部实验和仿真实验就成了很好的取代方法,特别是计算机仿真实验。得益于计算机技术的飞速发展和船舶结构、运动、材料等机理的研究深入,计算机仿真模拟得以从各个方面开展并能够得到满足工程需要的结果。

纵观整个会议,大部分的论文都包含了计算机仿真验证和数值模拟验证的环节。如在港船舶的运动研究方面,A.Figuero,E.Pe1a等[34]对于拉科鲁尼亚港内外靠离泊船只的运动和操作极限进行了分析。L.Pinheiro和C.J.Fortes等[35]对在雷克索斯港口停泊船只的运动和受力情况进行了数值模拟。在船体结构设计方面,实验和数值方法的应用最为成熟,例如Francisco C.Salvado[36]对某型号海军铝合金方板在爆炸载荷下的响应情况的研究;Kun Liu等[37]对方形钢板在横向冲击下的研究。在计算机仿真模拟的方法研究方面,与会专家也有涉及,如A.Ariffin和J.M.Laurens等[38]开发了嵌入第二代完整可靠性标准的可靠性评估软件。

除了本次会议中所提及的研究成果,近2年发表的论文在仿真模拟方面也有很好的借鉴意义。刘超[39]等利用有限元对船舶碰撞事故进行模拟仿真,再现了船舶碰撞过程及事故损伤结果。潘德位[40]等利用GHS软件对沉船打捞过程中的力学行为进行分析,以保证打捞过程船体的稳定。Jrgen Amdahl等人[41]在平面三自由度船舶运动模型的基础上建立了全六自由度耦合动力学模型,以方便做出应对船舶碰撞与搁浅事故更为合适的处理。Jialong Jiao,Huilong Ren等人[42]利用一组分段自推进模型探究船体振动和水的冲击作用来验证波浪对于大型船舶船体结构的影响。

仿真模拟、数值计算和实验是海事技术与工程的开发前沿,其中仿真模拟和数值计算是海事研究重要工具,而仿真验证是整个研究工作的基础环节,旨在一定程度上替代高昂的实验或重复条件,同时实验数据的有效性及真实性也应确保以保证结果的准确性,更好的推动海事技术与工程的发展。

3 结束语

化学与技术（二） 篇3

1. 下列有关说法不正确的是（ ）

A. “乙醇汽油”的广泛使用能有效减少有害气体的排放

B. “无磷洗涤剂”的推广使用，能有效减少水体富营养化的发生

C. “无氟冰箱”取代“含氟冰箱”，对人类的保护伞——臭氧层起到保护作用

D. “海水淡化”可以解决“淡水供应危机”，向海水中加入净水剂明矾可以使海水淡化

2. 发生严重水体镉污染时，一般采用加入聚合硫酸铁（PFS）[Fe2（OH）n（SO4）[3-n2]]m，n<5，m<10，利用PFS在水体中形成絮状物来吸附镉离子。则下列说法中错误的（ ）

A. 核素[108 48]Cd的中子数为60

B. 含镉废电池应进行集中回收处理

C. PFS中铁的化合价为+2价

D. 由FeSO4制PFS需经过氧化、水解和聚合过程

3. 下列有关材料的说法正确的是（ ）

A. 氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料

B. C60属于原子晶体，用于制造纳米材料

C. 纤维素乙酸酯属于天然高分子材料

D. 单晶硅常用于制造光导纤维

4. 在炼铁、炼钢过程中都有碳参加反应。下列有关碳参加反应的叙述正确的是（ ）

A. 两个过程中碳原子都被氧化，都只起着提供热源的作用

B. 炼铁过程中碳被氧化，既起产生热量的作用，又起产生CO的作用

C. 炼钢过程中碳被还原，从而达到降低含碳量的目的

D. 炼铁过程中碳参加反应，只起产生CO的作用

5. 下列关于金属保护方法的说法正确的是（ ）

A. 在铁制品表面涂上搪瓷可以防腐，若搪瓷层破损后仍能起防止生锈的作用

B. 镀锌铁制品表面的锌层破损后仍能起到防止铁生锈的作用

C. 钢铁制造的暖气管外常涂有一层沥青，这是一种改变金属内部结构的方法

D. 轮船外壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法

0817化学工程与技术 篇4

关键词：化学工程,技术研究,发展趋势

作为一项以技术为支撑的工程体系, 化学工程的技术问题一直以来都备受研究者关注。化学工程需要涉及仪器设备的使用和改良以及化学技术研究以及优化。化学技术是这一系列工程体系的关键。就技术层面而言, 化学工程的技术研发总体上来说是有原始的技术转向复杂的精良的技术体系。化学工程随着技术的不断更新换代也在朝着精密型、高效型、智能型等方向转变。从这个角度来分析, 对化学工程技术进行研究和探讨有利于形成持续性的发展动力, 同时也能够推动新型的技术研发, 提升化学产业的效率。

1 现代化学工程的研究热点分析

1.1 节能化学工程生产技术

节能化学工程生产技术是近年来一直受到社会关注的一系列新型的化学生产技术。由于现代能源短缺的危机越来越严重, 人们对于绿色节能产品的认可度越来越高。节能化学工程技术在一定程度上能够缓解人们的忧虑, 同时也能够切实解决目前社会面临的环境和能源问题。因为节能化学工程技术将化学工程对环境的污染降到最低, 很多节能化学工程技术旨在以保护环境为出发点, 同时将能源损耗降到最低。从根本上来讲, 节能化学工程技术就是运用化学的原理消除生产过程中对环境的影响, 提高能源的使用效率, 同时寻找新型的清洁能源。节能化学工程技术运用新型的原料或者能源代替传统的、易污染的原料或者能源。节能化学工程技术主要通过提高化学反应的效率, 提升原料的反应程度, 比如现代离子化学反应技术和循环化学反应技术。由于这是一个新型的化学工程技术, 并且具有时效性和针对性, 因此在很长一段时期内都会成为化学工程领域的研究热点。

1.2 化学分离技术的研究

分离技术在其实一直都是化学工程领域的研究重点。因为从应用的角度来讲, 化学分离技术的应用非常普遍。首先, 化学分离技术需要对仪器进行分离强化, 其次要对生产技术进行分离强化。按照化学分离原理分析, 经过强化的仪器和技术会变得更加精细化, 效率将会更加高, 同时, 经过化学分离之后的生产原料会将化学能转化为动能或者热能, 此外还能提高能量的转化效率。不过, 现代化学工程技术也越来越精密化, 化学分离技术也与以往简单的能量转化有很大的不同。比如, 科学家将现代通信技术与化学分离技术有机结合, 并且研究信息技术与化学工程的应用原理, 将现代信息技术运用到热感技术的开发中, 提升热感设备的精密度。在分析热能的转化以及能源的性质以及多相流这些问题时, 研究者是将化学分离技术与现代信息技术相结合, 大大提高了研究的效率。

2 化学工程技术的发展趋势

2.1 化学工程技术的综合性更高

化学工程涉及一系列持续性的化学反应过程, 化学工程技术在未来会朝着一个综合性的方向转变。对于化学工程技术的研究重心将会有过去的单一性的原料研究和设备研究转向更加具有综合性的过程研究和系统研究。因为化学工程面临的问题将会越来越复杂, 化学工程的体系也会更加庞大, 这就会导致化学工程技术涉及的因素也会越来越多, 工程结构也会越来越复杂。面对日益复杂的化学工程体系, 最好的办法就是将工程结构简化, 是化学工程更加具有实用性。因此, 在化学工程技术方面的研究也就会转向过程研究和系统研究。在技术研究思路上, 将化学生产、化学实验和化学理论结合起来。在生产过程中, 研发使用周期更长使用效果更好的化学工程技术, 这是化学工程技术研究的一个发展趋势。

2.2 化学工程技术研究的信息化程度更高

随着互联网信息技术的不断发展和普及, 信息技术的应用程度越来越广泛。就化学工程技术研究而言, 未来的一个趋势将会是化学工程技术的信息化程度越来越高, 化学工程技术与信息技术的结合成都越来越紧密。化学工程技术的研究需要计算机信息技术作为支撑。化学工程与互联网信息技术相结合能够提升技术的精确性, 同时也能够实现智能化的生产应用。比如在CO2传感器、温度传感器以及湿度传感器技术方面, 将化学工程技术与计算机信息技术结合起来, 形成反应更加灵敏的控制系统, 这样就能提高化学工程的效率。

3 结语

化学工程将化学的理论知识和应用技术结合在一起, 化学工程在研究过程中要运用到有机化学、基础化学、无机化学以及工业化学等方面的原理。在社会经济建设中, 化学工程是推动经济发展的重要基石。化学工程的作用主要体现在产品开发、优化设计、系统检测、设备维护以及资源勘探等领域。现代化学工程研究的热点主要集中在新型的技术研发方面。由此可以预见, 未来化学工程技术研究的趋势将会朝着综合化、信息化、智能化的方向转变。总之, 化学工程技术研究要基于现实的生产需要, 提升生产效率, 兼顾技术的实用性。

参考文献

[1]张译元.工程量清单计价模式下结算方式改进研究[D].天津理工大学, 2012.

[2]孙彤.工程量清单计价模式的施工合同价格形成研究[D].天津理工大学, 2013.

采油工程技术现状与发展 篇5

关键词：采油工程；技术现状；发展方向

引言：采油工程的作用是从地下提取油气，是整个油田开发过程中的一个重要环节之一。采油工程技术包括机械、化工、材料力学、计算机、电子等多种技术的综合应用，为油田生产任务提供技术保证。在油田的实际开发过程中，采油工程技术的选择要根据油田不同油藏地质来确定，还要注意采油过程中油气层的保护、采油机械设备的配套等问题，以提高采油的效率、保证油田的经济效益。

一、采油工程技术发展

1.1分层开采工艺技术发展

自20世纪50年代起之后的20年里，我国在油田开采技术研究上进行了一些列试验，包括油田堵水试验、油层水力压裂试验、人工举升试验、火烧油层试验等，实现了石油开采方面的技术性突破，形成了一套新的采油工艺体系。

新的采油工艺技术包括分层采油、分层测试、分层管理、分层研究四个方面。主要运用低渗透层的潜力对自喷井分采，包括单管封隔器、油套管分采和双管分采。分层测试则包括对有杆泵抽油井进行环空测试、无杆泵流压测试、自喷采油井产出剖面测试等。分层管理对于注采系统的完善具有重要意义，可以有效提高系统分注率，稳定系统结构，提高生产力。采取动静结合的方法对油井进行分层研究，对油井各方面信息进行整合，实现对油井状况的良好把握，方便油井改造。

1.2技术突破发展阶段

本阶段采油工程技术研究开始结合对多种类型的油气藏的特点，使采油工程技术趋于多元化，以满足在不同环境特点中应用的需求。此阶段出现的突破性技术主要包括复杂断块采油工艺技术、潜山油藏开采技术、稠油热力开采技术、气顶砂岩油藏开采技术。

复杂断块采油技术适用于油藏大小、形状不确定及断层相互分割独立的情况，采用滚动勘探开发方法，结合实际情况对油层进行改造，保证油井产油的效率和质量。若油气大部分储存在孔隙、溶洞和裂缝中或形成底水块状油藏，这一类油藏称为潜山油藏，需要用到裂縫认识技术、大排量耐高温电潜泵技术等。稠油热力开采技术在上世纪80年代已经在克拉玛依、胜利油田等地开始了大规模的应用。气顶砂岩油藏开采技术包括最优射孔井段的确定，水锥和气锥稳定的保持等先进技术，保证油田的合理开发。

1.3采油工程系统形成

各类技术在采油工程中的应用促进了采油系统工程的进一步完善和发展，在短期内解决了采油工程中的许多技术性难题，促进了低渗油田的开发，进一步提高单井产量，实现经济有效开采，成为今后油田开采的技术储备。结合新技术的应用对采油工程的中长期发展做出科学规划对采油工程今后的发展有着重要意义。

二、新技术在采油工程中应用现状

2.1信息技术在采油工程中的应用

计算机技术在石油行业中的应用促进了采油工程信息化的飞速发展，当前石油行业对计算机信息技术的依赖程度很高，采油工程中的石油勘探资料处理和解释、盆地模拟、地震成像、油藏模拟、虚拟实现技术、过程模拟、实施优化等技术都是通过信息技术的应用实现的，信息技术在采油工程中全方位、多层次的应用对采油工程系统完善具有重要意义。

2.2生物技术在采油工程中的应用

21世纪以来，生物技术开始应用于各个领域，采油工程中主要应用微生物采油技术、微生物勘探技术等。微生物勘探技术在采油工程中的应用具有操作简单，成本低廉，重复性好等优点，有利于保证采油工程的经济性，因此很快便被广泛应用。微生物采油技术又称细菌采油技术，是生物工程技术在采油工程的应用，对于含水量较高和低储油量的油田开发具有重要意义。

2.3纳米技术及新材料的应用

当前纳米技术在采油工程中的应用仍处于起步阶段，主要是纳米材料在采油工程中的应用，包括水性纳米涂料及涂层技术纳米MD膜驱油技术等。

油气管道是油井的重要组成部分，新型材料在采油工程中的应用可用于管道的止裂同时还可以增加钢管道的韧性和抗腐蚀性。硬质合金、复合钢片以及耐磨涂层等一些耐磨损材料的应用，以及耐蚀涂层技术、阴极保护技术对管道的防腐作用，保证了采油工程系统的稳定性，确保采油生产又好又快进行。

三、采油工程技术发展策略

针对我国当前采油工程技术的发展现状，我国采油工程技术的发展可以从以下几点重点着手：

①重视专业型人才的培养与引进。专业型人才包括专业性的技术团队和领导团队，只有管理层和工作人员精诚合作才能培养出综合实力强的队伍。

②结合油田当前发展概况，以油田的效益和提高采收率为中心，制定企业近期发展规划，选择适合油田开发的主体工程技术。

③重视油田开发的规律性，保证油田稳定开采；尽可能使用人工的方法，提升采油效果；建立或者完善油藏监测系统，提升油田开发的主动性；努力学习国外先进技术。

结语：各类新技术的发展给采油工程技术的发展带来了机遇，石油公司通过新技术的应用，可以很好的平衡经济效益和工程投资间的矛盾，未来采油工程技术的发展需要融入更高的科技含量。

参考文献：

[1]刘翔鹗， 王浦潭；采油工程技术的发展与展望；石油钻采工艺 ， 2000， 22 （ 3） ： 42～ 49

[2]刘振武，方超亮，王同亮；高新技术在石油工业中的应用展望[M].北京：石油工业出版社，2003.

[3] 刘合；大庆油田采油工程面临的难题和技术发展方向 . 大庆石油地质与开发，2009，28.

0817化学工程与技术 篇6

[关键词] 勘查技术与工程 教学实习 改革 实践

中国地质大学(北京)的勘查技术与工程专业主要面向地质工程领域,是国家第一批特色建设专业。通过多年专业改革和实践,确定“复合型、外向型、高素质、强能力”为专业人才培养的质量标准,形成了我校勘查技术与工程专业的特色和发展方向,探索出了“课堂教学与实践教学一条线”的教改思想与模式,建立了比较完整的专业实践教学体系。在此实践教学体系中,实习实践是增强学生职业意识、劳动观点,提高政治思想觉悟,扩大视野,巩固所学理论知识,提高分析问题、解决问题、适应社会能力的重要途径。而专业教学实习又是实习实践教学体系中的关键环节。专业教学实习包括工程地质野外实习(2周)、专业知识基本教学和录像观摩(1周)以及工程现场观摩(1周)共4周,安排在第二学年公共基础课程结束后的小学期内进行,是勘查技术与工程专业本科生在进行专业基础课和专业课学习前的“扫盲教学”。该实习为学生提供了理论联系工程实际、增长感性认识、初步了解专业知识和掌握野外实践技能、培养良好科学素养和锻炼意志、增强体质的良好机会。

勘查技术与工程专业教学实习主要以岩土工程与地质工程项目为对象进行认识实习,内容主要涉及工程地质学、岩土钻掘、工程勘察、基础工程与施工等专业知识。其目标主要使学生了解常见工程项目的技术方法及其施工工艺、施工设备和施工组织管理等基本内容,进一步加深对专业的认识与理解,积累专业背景知识,培养工程意识,为后面学习专业课及培养专业应用能力奠定良好基础。因此,如何把握实习过程,提高实习质量成为亟待解决的一个问题。本文针对专业教学实习实践,提出了一些教学实习过程中常见的问题,并针对这些问题提出了更好实现教学实习目标的改革途径。

一、教学实习中的常见问题

根据调研及近几年的实习指导实践,在教学实习过程中常见的问题主要有以下几方面:

1.学生学习兴趣不足。专业教学实习安排在学生刚刚结束公共基础课,还未接触专业课之前的阶段,大部分学生对专业以及今后从事的方向了解不够,因此,在实习过程中学习没有主动性,不知道该学习什么,把专业教学实习等同为一般的地质实习,走马观花,流于形式,觉得没有实用价值,专业教学实习过程对学生今后的专业基础课和专业课学习没有产生任何影响。

2.对校内专业基本知识教学重视不足。在进行工程地质野外教学实习和工程现场观摩之前,针对实习内容安排专业课教师进行基本知识的普及,使学生对专业知识有一个概括性了解,并为学生推荐相关专业参考书,避免学生教学实习过程中一脸茫然,不知所云。但这些专业基础知识授课往往引不起学生重视,相当部分学生认为反正以后还会学到,现在听也听不懂,以致于注意力不集中,从而在实习过程中大大限制了学生对实习内容的理解和消化吸收。

3.以教师为主体的教学模式,即过分重视教师的地位与作用,教学实习过程主要为教师讲,学生听,教师示范,学生模仿,教师教多少,学生接受多少,教师怎么做,学生怎么学,教学活动过分凸显教师的主体性,学生完全处于一种被动状态,学生的主体性丧失,这样非常不利于学生积极性、自主性和主动性的发挥和创新能力、实践能力的培养。

二、提高专业教学实习效果的途径

突出以学生为主体,注重培养学生兴趣,严格控制实习质量,加强锻炼学生吃苦耐劳精神,采用报告、答辩等形式来考核学生实习效果,并且答辩方式的考核有利于学生专业知识方面的交流和讲演能力的培养。

1.联系实习内容,注重培养学生兴趣

有了浓厚的兴趣,学习才会有积极性,才能够将被动学习变为主动学习,取得事半功倍的教学效果。因此,在实习过程中,针对实习内容,从实际工程应用出发,在现场通过对实际问题的分析讨论激发学生学习的兴趣。例如,在带领学生观摩香山北沟防火路地质灾害治理工程施工现场时,结合某一地质点向学生细致介绍地质灾害的形成条件、变形破坏原因,虽然其形成受到多种因素的影响,但主要还是与内、外动力地质作用有关,尤其是人工边坡的开挖改变了岩体的原始应力状态,再考虑到岩石风化程度较重及存在软弱结构面等在外界气候因素而形成了崩塌、滑坡等地质灾害。勘查技术与工程专业的毕业生将来可能从事地质灾害防灾减灾方面的工作,掌握相关地质理论、查明相关地质问题是制定正确防灾减灾措施的前提;不仅如此,工程后期的稳定性监测也需要相关地质数据的采集、分析。结合具体工程实例,一方面,让学生了解掌握地质学背景知识对工程施工的重要意义;另一方面,针对工程中遇到的工程地质问题让学生自己寻求合理有效的治理措施,这样便于学生带着问题查阅相关资料,锻炼学生分析问题、解决问题的能力,从而也可以进一步提高学生的学习、实践兴趣。

2.实践以学生为主体,促进教学质量提高

在教学实习过程中,指导教师一个很重要的职责就是引导学生去思考,始终贯穿以学生为主体。对于刚刚接触专业教学的学生来讲,其专业学识毕竟是有限的,由此也就决定了他们无法发掘大多数工程现象的意义,甚至认为这些现象就应该是这样存在的,指导教师此时就应该抓住这些切入点,有的放矢地对学生进行指导,让学生知其然还要知其所以然,这样就可以使学生在认识工程现象的同时还掌握了工程思维的特性。所以说,指导教师的适时指导对学生能否更好的领悟知识是非常关键的。在每一实习点,相关的工程地质实习内容由学生独立观察,然后集中讨论,通过师生间的交流互动,教师的点拨,激发学生积极思考,鼓励学生质疑问难,最后由教师总结,并且教师也可以根据学生的现场表现情况作为平时成绩评定的依据。在实习过程中始终注重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,使学生真正成为实践学习的主体。

3.培养学生吃苦耐劳精神,锻炼学生毅力

对于勘查技术与工程专业学生毕业后可能会从业于工程地质勘察方面的工作,而且有些工作场所位于山区,交通不便。因此,在学生阶段就培养学生吃苦耐劳、坚忍不拔的敬业精神是很有必要的。为此,工程地质野外实习路线就选取了两条实习内容丰富、徒步行程较长的路线,徒步行走山路达15公里。在此艰苦实习过程中,首先教师要对学生提出明确而又严格的要求,让他们有纪律感和责任感;其次教师要以身作则,用自己的敬业精神去感染学生,言传身教地成为学生学习的榜样;第三要不断地关心和鼓励学生,增强他们克服困难的信心,培养吃苦耐劳、坚忍不拔的敬业精神。

4.合理安排集中学习,巩固所学知识

为了提高实践教学效果,采用野外实践和室内辅导相结合的教学方法。例如,在参观了一天路线之后,对整天的观察内容再次进行讲解讨论,并对第二天要行走的路线进行介绍,把注意之处提示给学生,让他们阅读相关资料进行自学,提高学生自主学习的能力;另外,在实习过程中学生看了很多东西,但比较零散,也不系统,真正印象深刻掌握了的知识似乎不多,而且也不知道以后有什么用。这样可以阶段性的安排室内集中学习,将实习内容理论化、系统化,并与今后的工程应用领域进行紧密联系,让枯燥死板的书本知识形象化、趣味化,让学生得到反复训练,既能加深对理论的理解,又能提高对工程实践的认识和体验,为今后专业学习打下坚实基础。

这种教学方法充分利用了野外实践和室内辅导的各自优势,形成了一种良好的互补,使学生在较短的时间内既完成了实习任务,又掌握了基本技能并增强了学生实习过程中的主动性和独立性,可以收到良好的效果。实习结束后,学生对实习过程所学的知识仍有深刻的印象。

5.加大考核力度,促进学习效果

在教学实习过程中,采取现场考核、实习纪律考核、实习报告考核、教学实习答辩考核等多种并存的综合考核方式。考核不仅可以检查学生的实习效果,还可以督促学生在实习过程中深入钻研。

(1)现场考核,即在实习现场学习时,指导教师根据现场情况讲解后,由学生进入自己动手观察记录,然后随机抽点学生进行讲述,按学生汇报情况给予相应成绩。现场考核可使指导教师及时了解学生实践知识的掌握程度,以便对薄弱环节及时指导,尽快弥补。

(2)实习纪律考核,是对学生实习期间的出勤率、实习态度、与现场工程人员交流咨询等的考核,是进行素质教育的组成部分。通过实习纪律考核可以督促学生积极主动地参加实习,只有亲自动手、观察,自己讲述或听取其他同学讲述,才能发现自己知识掌握的不足,更好地学习并加以弥补,为今后顺利完成专业课学习打下坚实的基础。

(3)实习报告考核,即对学生每一阶段实习结束后,写出实习报告给出成绩,这是考核学生通过现场实习结束后根据所掌握的内容,再查询相关资料,发现问题、解决问题的能力提高的一项锻炼,而且还可以达到带着问题进入专业基础课、专业课学习过程中的目的。

(4)答辩考核,即在教学实习结束后,学生针对实习内容进行总结汇报。通过答辩考核可以了解学生系统掌握专业知识的程度,以及应用专业术语进行讲解的能力;另外还可以锻炼学生理清思路、总结汇报、讲演的能力。

三、结语

本文通过研究分析专业教学实习中存在的一些主要问题,并结合我校勘查技术与工程专业特色,提出了促进教学实习质量提高的改革途径。通过对勘查技术与工程专业05级、06级、07级学生的教学实习加强了上述改革途径尝试,取得了很好的效果。首先,使学生对专业知识有了概括性的了解,使学生能够在一定的专业感性认识的基础上进行学习,增强学习效果;其次,学生的动手能力提高了,可以直接进行工程施工等的基本能力的锻炼,初步培养了学生的专业应用能力;第三,学生对专业知识的理解能力提高了,学生在学习专业基础课、专业课时有一种豁然开朗的感觉,对课堂知识的理解和消化能力明显提高,这样更能增加学生的自信和兴趣。另外,在野外实习相对艰苦的条件下,还可以培养学生热爱生活、热爱大自然、热爱科学的乐观精神和宽广胸怀。

参考文献:

[1]王贵和,吕建国,贾苍琴等.构建新型工程实践平台 强化工程能力培养.中国地质教育,2009,(1):69-73.

[2]季晓慧,王群,管建和.“数据结构”课程教学初探.中国地质教育,2009,(1):149-152.

《电子技术与软件工程》 篇7

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植筋技术的工程应用与发展 篇8

植筋技术始于20世纪60年代初, 90年代起开始进入我国。植筋技术是钢筋混凝土结构植筋加固改造技术的简称, 它是在膨胀螺栓加固技术的基础上慢慢发展起来, 属于后锚固技术。其具体方法是在原有结构需要改造的部位 (如梁、板、柱、墙等构件) , 按照结构受力分析进行计算确定钢筋数量、规格、位置, 经过定位、钻孔、清孔、注胶、植筋等工序实施结构改造, 增加结构的负荷, 使其达到设计的使用要求, 并保持其稳定性。植筋技术既可用于已有结构的扩建、改建等工程, 实现新旧混凝土的连接, 又可用于新建混凝土结构中, 解决钢筋漏埋、位移等问题, 应用范围较广。

2. 工程概况

江苏省工程技术文献信息中心扩建工程主要是对江苏省科技情报研究所原办公楼进行加层改造。该办公楼于1986年建成并投入使用, 原为三层钢筋混凝土框架结构, 建筑面积5000多㎡。一层为书库, 二层为图书资料阅览室, 三层为办公、会议用房。原楼面活荷载设计值为4.0kn/㎡, 地面为12.0kn/㎡。在要求不对原沉井基础作加固处理的前提下, 拟将原有3层办公楼加层改造扩建至5层, 增加3000多㎡的建筑面积。经原设计单位对加层改造方案的反复分析和计算, 认为通过减轻原结构自重及对原有建筑使用功能进行合理调整, 同时施工中采用新材料、新技术来满足使用要求是可行的。其具体方案是将原二层阅览室改为电子阅览室和办公用房;原建筑上人屋面改为不上人屋面;拆除原有内外粘土砖和空心砖墙体, 内墙采用100厚ALC板材, 外墙采用200厚加气混凝土砌块;新增楼层全部采用轻质墙体, 对原有框架梁柱进行碳纤维抗震加固, 以满足框架梁柱最小配箍率要求。

在该扩建改造过程中, 新、老框架柱的连接至关重要, 既要保证原框架柱的受力性能, 又要使新、老框架柱的连接牢固可靠, 还要考虑到施工的可操作性。经论证后设计单位决定对新、老框架柱交接处采用植筋技术。该工程项目的主要植筋技术应用部位为:

(1) 原屋面:原办公楼的三层屋面作为扩建工程的四层楼面:共有56根框架柱, 柱网尺寸均为6×7.2m, 柱截面尺寸均为450×450mm, 混凝土强度等级C30。根据设计要求, 这56根框架柱都采用植筋技术连接, 钢筋直径为￠14~￠20, 钻孔直径18~28 mm, 深度230~350mm。

(2) 外墙体新增悬挑板:由于外墙体全部采用轻质墙体, 无法固定空调室外机。在原外墙增加挑出窗台板、空调板均采用植筋技术, 在原框架梁侧进行横向植筋, 钢筋直径为￠10~￠12, 钻孔直径14~16mm, 深度160~200mm。

(3) 新、老楼梯板交接、构造柱、走道过梁, 原电梯井和墙体拉结筋均采用植筋技术。

3. 主要施工工艺和施工方法

植筋技术主要施工工艺和方法的几个关键点是:弹线定位→钻孔→清孔→注胶→植筋→固化养护→拉拔试验→绑筋浇混凝土

(1) 弹线定位:拆除原三层屋面保温找平层、油毡防水层和高出屋面以上部位的楼梯间屋面板等, 去掉松散颗粒并清理干净。再根据设计要求和现场情况在结合面上进行56根框架柱的纵筋孔位放线定位。

(2) 钻孔:采用钻孔机成孔, 要求既不能损伤原主筋, 又要使孔壁规整, 孔径误差控制在1㎜之内。按设计要求钻取植筋孔深度, 一般为钢筋直径的15d, 但不应小于100㎜, 孔径应大于钢筋直径4~6㎜。钻孔尽量靠近欲接长的已有钢筋, 因为这样钢筋力的传递效果好。

(3) 清孔:用钢丝刷和专用吹吸风机清除孔内粉末、泥灰, 遇有油污必须用丙酮仔细擦洗孔壁, 至孔内清洁无浮灰、无杂物、无油污为止。对清洁后的孔, 要进行密封保护, 以保证植筋前孔内干净和干燥。

(4) 注胶:利用注胶工具将调好的结构锚固胶由孔底逐渐向上注入孔内约2/3孔深, 调好的结构胶要在适当的时候用完, 孔洞上部要填实饱满, 确保密实。结构胶的配比一定要准确合理。注胶量要掌握准确, 不能过多也不能过少。过多插人钢筋时胶体会溢出, 造成浪费或污染;过少则胶体不饱满, 造成粘结强度不够。

植筋技术质量控制的关键是结构锚固胶的施工质量, 应选用性能稳定的产品, 本工程选用的是德国喜利得公司的HY150植筋锚固胶。锚固胶在进场时要查验合格证、检验报告, 进场后应进行复验。施工中须确保锚固胶与混凝土基材、与钢筋 (锚栓) 的粘着。

(5) 植筋:钢筋配置到位并严格除锈, 对钢筋插入部分用丙酮擦洗干净, 然后将钢筋缓缓旋转或手锤击打方式入孔。钢筋伸入孔底后, 用钢卷尺丈量外露部分, 再根据钢筋总长计算锚固深度是否达到设计深度, 也可在植筋前在钢筋上做锚固长度记号, 以确保锚固深度符合设计要求。洞口用结构胶泥封堵, 防止胶固化前溢出。插人钢筋时要注意向一个方向旋转, 且边旋转边插人, 以使胶体与钢筋充分粘结。

(6) 养护:植筋完毕后, 应保证植入的结构胶固化前不得有任何扰动, 避免钢筋倾斜。植筋完成48 h后方可进行下道工序施工。

(7) 现场检测:根据植筋连接受力不同状态, 现场测试可分拉拔试验和剪切试验, 一般抽检数量为植筋总数的10%, 测试结果必须符合国家《建筑锚栓抗拉拔、抗剪性能试验方法》。对一般结构可采用非破坏性检验, 即随机抽样检验。检测达到设计要求后方可继续施工。

(8) 绑筋浇混凝土:在做完现场检测后, 经验收合格, 方可按设计图纸开始进行连接部分的钢筋加工及安装、支模、混凝土浇筑等工作, 这些工序按照常规的施工工艺进行即可。

4. 植筋技术的完善与发展

植筋技术作为一种较好的结构补强和维修加固技术, 有其独特的技术特点。在国外, 植筋技术的应用范围已很广泛, 但在我国仍然是一种较新的技术, 因此, 其设计、施工、检测等技术标准还需在实践中进一步规范和完善。作为一种进入我国时间不长的新型钢筋混凝土结构加固改造技术, 在工程应用过程中也还有很多问题有待解决, 需要我们有关的科研单位和工程技术人员进行更深入的探索和研究。

(1) 新型植筋锚固胶的开发应用。

锚固胶作为钢筋和水泥材料的粘合剂, 在植筋加固技术中的作用非常重要。目前国内市场上的植筋胶多数是以高性能树脂胶为代表的有机胶, 如JGN系列结构胶和喜利得系列结构胶, 其发展比较成熟, 使用时早期的强度较高。但这些有机植筋锚固胶具有与混凝土的弹性模量相差较大、耐热性能差、易老化、环保性能差等难以克服的缺点。近年来出现的以混凝土和硅酸盐等无机材料为代表的无机植筋锚固胶则可以较好克服有机植筋胶的上述缺点, 具有环保、抗老化、耐高温、耐腐蚀性好等优点, 与旧有混凝土不会在界面处产生薄弱环节。但目前这些无机胶的总体强度还有待提高, 胶的凝结时间也较有机胶长, 需现场制作导致质量稳定性不够且增加了劳动强度。因此, 开发出更环保、更高效、更稳定的新型锚固植筋胶, 并可能成为向其他领域推广的一个突破口。

(2) 锚固新材料的研究及应用。

由于植筋是在原有混凝土结构上进行的, 属于二次受力的组合结构, 因此, 对植筋粘结锚固材料的要求相当高。现在使用的锚固材料大部分是金属材料, 只有少量的使用尼龙材料, 但其承载力较低。在一些不能使用金属材料, 又对承载力有较高要求的部位, 植筋技术便难有所为。因此, 开发出一些新型的高强而又有特殊性能如绝缘、防静电的锚固材料, 对拓宽其他领域和进一步推广植筋技术, 将是非常有益的。

(3) 施工中具体技术问题的解决。

目前, 在植筋施工工艺过程中还存在一些值得进一步摸索解决的问题。如在存有裂缝的混凝土构件中进行植筋操作, 植筋加固构件的强度往往会出现问题。产生这一问题的原因是由于裂缝发生在孔壁和硬化的胶体之间, 而树脂胶本身的抗拉强度很高, 这就导致与孔壁表面的粘结区域易发生失效, 粘结力减弱, 使得钢筋或锚栓在开裂混凝土中承载力折减相当大。现在虽然已经有一些公司为解决这一问题生产出了一些产品, 但效果尚有限。另外, 在植筋的施工过程中, 对清孔的质量要求较高;在冬季施工时还需将胶适当加热;特别是在有水的环境下, 还需要抽干水, 因此, 施工的难度和强度较大。如何设法进一步减轻施工难度和强度也应该是一个值得今后研究的课题。

5. 结语

江苏省工程技术文献信息中心扩建工程于2006年底竣工, 2007年正式投入使用。从沉降观测报告和两年多的使用情况来看, 植筋技术适用于工程补救和改扩建工程。随着国产粘结锚固材料的不断发展和植筋加固技术研究的不断深入, 植筋技术的应用范围会越来越广泛。

摘要：文章通过江苏省工程技术文献信息中心扩建工程, 介绍了植筋技术在施工过程中的应用, 同时提出了植筋技术还需进一步研究和完善的几个问题。

关键词：植筋技术,扩建工程,植筋胶,应用,发展

参考文献

[1]混凝土结构后锚固技术规程 (JGJ145-2004) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2005.4.

[2]混凝土结构加固设计技术规范 (GB50367-2006) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2006.9.

[3]刘宏.植筋技术加固原理及施工质量的控制与发展[J].中外建筑2007.8.

信息技术与化学课程的整合策略 篇9

化学信息技术整合

信息技术与化学课程整合，是指把分化了的学校教学系统中的信息技术、化学教学形成有机联系，成为整合的过程。在这一整合过程中，本来并无联系的两种课程形成了有机的联系和有机的结构。它不是将两种学科简单地相加在一起，而是将信息技术与化学课程看成了一个整体，将两种学科的知识整合在一起，让学生在学习过程中不知不觉地、有机地掌握信息技术与化学学知识，从而提高自身综合素质。那么在平时的教学实践中，如何实现信息技术与化学课程的正确整合呢？

一、信息技术与化学课程整合的基本原则

信息技术与化学课程整合，是把信息技术看作是学生化学学习的一个有机组成部分，它主要在已有化学课的学习活动中有机结合使用信息技术，以便更好地完成化学课课程目标。但整合不等于混合，它强调在利用信息技术之前，教师要清楚信息技术的优势和不足以及化学学科教学的需求，设法找出信息技术在哪些地方能提高化学学习效果。对于学生来说，通过化学课的学习来了解信息技术，则有利于信息技术技能的提高。

信息技术与化学课程整合的最基本特征，就是它的学科交叉性和立足于能力的培养。在具体实施时，应遵循下列原则：

1.任务驱动式的教学过程

信息技术与化学学整合以各种各样的主题任务进行驱动教学。这些任务可以是化学学科的任务，也可以是真实性的问题情景，使学生置身于提出问题、思考问题、解决问题的动态过程中进行学习。学生在完成任务的同时，也就完成了所需要掌握的化学学习目标。

2.信息技术作为学生的基本认知工具

在课程整合中，强调信息技术服务于具体的化学教学任务。学生以一种自然的方式对待信息技术，把信息技术作为获取化学学信息、探索问题、协作解决问题的认知工具。

3.基本能力培养和化学知识学习相结合的教学目标

信息技术与化学学整合，要求学生学习的重心不再仅仅放在学会化学知识上，而是转到学会学习、掌握方法和培养能力上。

4.“教为主导，学为主体”的教学结构

在二者整合的教学模式中，强调学生的主体性，要求充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性。学生被看作化学知识建构过程的积极参与者，学习的许多目标和任务都要学生主动、有目的地获取材料来实现。同时，在课程整合中，教师是教学过程的组织者、指导者、促进者和咨询者，教师的主导作用可以使教学过程更加优化，是教学活动中重要的一环。

5.个别化学习和协作学习的和谐统一

化学教学目标固定后，可以与信息技术整合成不同的学习任务，再通过学生采用不同的方法、工具来完成同一个任务。

二、信息技术与化学课程整合的几种基本模式

1.“情境——探究”模式

主要适用于讲授型化学教学中，分为如下步骤：（1）利用数字化的共享资源，创设探究学习情境；（2）指导初步观察情境，提出思考问题，借助信息表达工具，如Word、BBS等，形成意见并发表；（3）对数字化资源所展示的学习情境，指导学生进行深入观察，和进行探索性的操作实践，从中发现化学的特征、关系和规律；（4）借助信息加工工具，如PowerPoint，FrontPage等进行意义建构；（5）借助测评工具，进行自我学习评价，及时发现问题，获取反馈信息。

2.“资源利用——主题探索——合作学习”模式

主要适用于校园网络环境，分为如下步骤：（1）在教师指导下，组织学生进行化学资源调查，了解可供学习的主题；（2）根据化学课的学习需要，选择并确定学习主题，并制订主题学习计划，包括确定目标、小组分工、计划进度；（3）组织学习小组；（4）教师提供与学习主题相关的资源目录、网址和资料收集方法和途径；（5）指导学生浏览有关化学网页和资源；（6）组织协作学习活动；（7）形成作品，以文本、电子文稿、网页等形式，向全体同学展示；（8）教师组织学生通过评价作品，形成共识。

3.“校际合作——远程协商”模式

主要适用于因特网环境，分为如下步骤：（1）在不同地区或城市，选择友好学校作为成员实验学校；（2）实验学校内，各自组成若干个化学学习小组；（3）学习小组同学内部分工，分别进行有关化学问题探索；（4）围绕同一主题，不同地区的实验学校，寻找与主题相关的网页以便获取相关信息；（5）利用所得资料，同学分工合作，建立小组网页；（6）学习小组定期浏览其他合作学校的网页并进行讨论；（7）通过网络通讯工具，对其他合作学校的网页发表意见，互相交流；（8）经过一段时间后，组织学生进行學习总结，对化学知识的掌握和学习能力进行自我评价。

4.“专题探索——网站开发”模式

主要适用于在因特网环境下，要求学生构建的“专题学习网站”对某一专题进行较广泛、深入的研究学习，借此培养学生创新精神和实践能力。