流体输送与传热技术王壮坤教案模块三单元设计.docx
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流体输送与传热技术王壮坤教案模块三单元设计
《化工单元操作技术》
教案
（2009～2010学年第一学期）
学院辽宁石化职业技术学院
系（部）石油化工系
教研室应用化工教研室
教师王壮坤
辽宁石化职业技术学院教案1
本次课标题：
项目1传热系统的认识
1.1认识换热系统
1.2换热器的仿真操作
授课班级
石化0831
上课
时间
学时：
4
时间：
上课
地点
化工单元实训室
仿真实训室
教学
目标
能力目标
知识目标
素质目标
1．认识换热系统，认识各种类型换热器
2．能识读工艺流程图
3．能进行换热器的开停车操作
1．了解传热在化工生产中的应用
2．了解工业换热方法及换热器的分类
3．了解传热的基本方式及特点
4．了解稳定传热的特点
5．掌握换热器的开停车操作要点
培养经济、安全意识；培养团结协作的精神；培养查阅资料的能力；提高实际操作能力
任务与案例
任务：
1.1认识换热系统
结合乙酸乙酯化工实训装置、传热实训装置，了解换热系统构成，认识各种类型换热器；了解工业换热方法及换热器的分类、适用场合、特点，了解其型号；掌握传热的基本方式及特点；能识读工艺流程图。
任务：
1.2换热器的仿真操作
利用仿真操作系统完成换热器单元的仿真操作，掌握换热器开停车操作
重点
难点
及
解决方法
重点：
工业换热方法及换热器的分类、传热的基本方式
难点：
传热的基本方式、换热器的结构
解决方法：
1、通过实际装置、各种换热器实物现场学习，使结构学习更加直观；通过完成任务单，引导学生学习相关的理论知识。
2、以团队合作的形式完成本任务，教师认真观察学生的活动，及时指导，给予必要的理论解释。
做到做中学，学中做，做中教，教中做。
3、教师做好过程考核。
参考资
料
1．流体流动与传热技术
2．乙酸乙酯实训资料
3．流体输送实训装置资料
序号
步骤名称
教学内容
教师活动
学生活动
时间分配（分）
1
布置任务
案例引入
主讲
听课
5
2
分组学习
结合乙酸乙酯化工实训装置、传热实训装置，了解换热系统构成，认识各种类型换热器；了解工业换热方法及换热器的分类、适用场合、特点，了解其型号；掌握传热的基本方式及特点；能识读工艺流程图。
咨询、指导、教师密切观察学生的情况，并对学生进行考核
分组讨论，活动、完成任务单
60
3
汇报、总结
总结工业换热方法、换热器的分类、传热的基本方式
点评、总结
小组代表发言：
35
4
布置任务
案例引入
主讲
听课
5
5
仿真操作
换热器单元开停车操作
指导
操作
45
6
汇报、分享
工艺流程；开停车步骤；参数调节控制
点评、总结
代表发言
10
7
仿真操作
换热器单元开停车操作
指导
操作
20
8
上机考试
换热器单元开停车操作
考核
操作
15
9
布置下一任务
主讲
听课
5
辽宁石化职业技术学院教案2
本次课标题：
项目2换热器结构的认识
2.1认识列管换热器的结构
2.2认识其他间壁式换热器的结构
授课班级
石化0831
上课
时间
学时：
4
时间：
上课
地点
化工单元实训室
教学
目标
能力目标
知识目标
素质目标
1．认识列管换热器的结构，熟悉部件名称、作用
2．认识换热器内冷热介质流程、流向
3．能根据生产任务合理确定冷热介质流程
4．认识其他间壁式换热器，能根据生产任务合理选择换热器形式
1．掌握列管换热器的分类、结构、特点
2．了解换热器内冷热介质的流程及流动方向
3．了解其他类型换热器的结构、特点
4．了解工业生产对换热器的基本要求及各种类型换热器的性能比较
培养经济、安全意识；培养团结协作的精神；培养查阅资料的能力；提高动手能力
任务与案例
任务：
2.1认识列管换热器的结构
借助小型浮头换热器的拆装操作，学习列管换热器的结构、类型、型号，换热器内冷热介质的流程及流动方向
任务：
2.2认识其他间壁式换热器的结构
结合乙酸乙酯化工实训装置、传热实训装置，学习螺旋板换热器、夹套换热器、套管换热器、板式换热器、蛇管换热器等的结构
重点
难点
及
解决方法
重点：
列管换热器的结构，各种类型换热器的性能比较
难点：
管程、壳程结构，螺旋板换热器、板式换热器结构
解决方法：
1、通过实际装置、各种换热器实物现场学习，使结构学习更加直观；通过完成任务单，引导学生学习相关的理论知识。
2、以团队合作的形式完成本任务，教师认真观察学生的活动，及时指导，给予必要的理论解释。
做到做中学，学中做，做中教，教中做。
3、教师做好过程考核。
参考资
料
1．流体流动与传热技术
2．乙酸乙酯实训资料
3．流体输送实训装置资料
序号
步骤名称
教学内容
教师活动
学生活动
时间分配（分）
1
布置任务
主讲
听课
5
2
现场操作
通过小型浮头换热器的拆装操作，学习列管式换热器的结构、类型，换热器内冷热介质的流程及流动方向
教师密切观察学生的操作情况，对实施过程中出现的操作问题及时给予指出，并要求重新操作，对学生操作进行考核
分组讨论确定操作方案，经老师同意然后实际操作
75
3
分组讨论
学习列管式换热器主要部件结构、类型及作用
指导
分组讨论，完成任务单
20
4
方案汇报、点评
总结列管式换热器主要部件结构、类型及作用，流程及流动方向
点评、总结
小组代表发言
15
5
布置任务
案例引入
主讲
听课
5
6
现场学习
结合乙酸乙酯化工实训装置、传热实训装置，学习螺旋板换热器、夹套换热器、套管换热器、板式换热器、蛇管换热器的结构
教师密切观察学生的学习情况，及时给予指导，对学生进行考核
分组活动
50
7
方案汇报、点评
总结列管式换热器主要部件结构、类型及作用，流程及流动方向
点评、总结
小组代表发言
25
8
布置下一任务
主讲
听课
5
辽宁石化职业技术学院教案3
本次课标题项目3加热剂和冷却剂的使用
3.1五种加热剂和冷却剂的特性及使用
3.2加热剂和冷却剂的用量及调节
授课班级
石化0831
上课
时间
学时：
4
时间：
上课
地点
一体化教室
教学
目标
能力目标
知识目标
素质目标
1．能正确操作五种加热剂和冷却剂
2．会查取加热剂和冷却剂的物理性质
3．会确定热负荷及热剂或冷剂的用量
4．能够根据操作参数正确调节热剂或冷剂的用量
5．能够读懂操作规程
1．了解常见的加热剂和冷却剂
2．了解能量的综合利用及加热剂和冷却剂的选择原则
3．掌握五种加热剂和冷却剂的特性、使用场合
4．掌握热负荷和热量衡算方法
培养规范操作、经济、安全、环保意识；提高职业素养；培养查阅资料的能力；培养团结协作的精神
任务与案例
任务：
3.1五种加热剂和冷却剂的特性及使用
1、案例引入：
北京延庆化肥厂中间换热器爆炸事故
2、基本任务：
结合乙酸乙酯化工实训装置、锦州石化气分车间、添加剂车间冷换设备实际操作情况（下发资料），找出五种加热剂和冷却剂（饱和水蒸气、热水、导热油、冷却水、空气）的特性、使用场合、操作注意事项。
3、引申任务：
为简单换热过程选择加热剂和冷却剂
4、拓展任务：
常减压蒸馏车间、乙烯车间加热剂和冷却剂的分析评价——能量综合利用
任务：
3.2加热剂和冷却剂的用量及调节
1、案例引入：
橡胶制品硫化促进剂生产反应器爆膜事故
2、基本任务：
结合乙酸乙酯化工实训装置、锦州石化气分车间、添加剂车间、常减压蒸馏车间冷换设备实际情况，根据换热过程中参数的变化，确定加热剂或冷却剂的用量并加以调节，稳定生产。
3、巩固训练任务：
某车间换热设备热负荷及加热剂或冷却剂的用量确定。
重点
难点
及
解决方法
重点：
五种加热剂和冷却剂的特性及使用、热剂或冷剂的用量确定
难点：
五种加热剂和冷却剂的正确操作
解决方法：
1、通过案例引入，提高学生学习兴趣；通过完成任务，引导学生学习相关的理论知识；通过实际生产中的操作规程，培养学生操作能力；通过基本任务、引申任务和拓展任务，对任务分解，化解难点，达到实践操作-理论提升-再指导实践的目的。
2、以团队合作的形式完成本任务，教师认真观察学生的活动，及时指导，给予必要的理论解释。
做到做中学，学中做，做中教，教中做。
3、教师做好过程的控制和过程考核；
参考资
料
1．流体流动与传热技术
2．乙酸乙酯实训资料，石化公司常减压蒸馏、气分车间、添加剂车间相关资料，抚顺石化公司乙烯车间相关资料
3．物化数据手册
序号
步骤名称
教学内容
教师活动
学生活动
时间分配（分）
1
布置任务3.1
案例引入
北京延庆化肥厂中间换热器爆炸事故
主讲
听课
5
2
基本任务——五种加热剂和冷却剂的特性、使用场合、操作注意事项
学习加热剂和冷却剂种类，五种加热剂和冷却剂（饱和水蒸气、热水、导热油、冷却水、空气）的特性、使用场合、操作注意事项，完成任务单。
咨询
指导
分组讨论，活动
40
3
方案汇报、点评
五种加热剂和冷却剂的特性及使用
点评、总结
小组代表发言、相互提问
20-25
4
引申任务——选择加热剂和冷却剂
为四个简单换热过程选择加热剂和冷却剂
点评、总结
讨论活动、代表发言
10-15
5
拓展任务——能量综合利用
常减压蒸馏车间、乙烯车间加热剂和冷却剂的分析评价
点评、总结
讨论活动、代表发言
20
6
布置任务3.2
案例引入
橡胶制品硫化促进剂生产反应器爆膜事故
主讲
听课
5
7
基本任务——加热剂或冷却剂的用量并及调节
乙酸乙酯化工实训装置、锦州石化气分车间、添加剂车间、常减压蒸馏车间冷换设备加热剂或冷却剂的用量并及调节
咨询
指导
分组讨论，活动
35
8
方案汇报、点评
加热剂或冷却剂的用量并及调节
点评、总结
小组代表发言、相互提问
20
9
巩固训练任务——热负荷及介质用量确定
某车间换热设备的热负荷及介质用量确定
点评、总结
讨论活动、代表发言
35
10
布置下一任务
主讲
听课
5
辽宁石化职业技术学院教案4
本次课标题项目4换热面积的确定
4.1换热面积的确定
4.2流体的流动方向选择及传热温度差计算
授课班级
石化0831
上课
时间
学时：
4
时间：
上课
地点
南教学楼604教室
教学
目标
能力目标
知识目标
素质目标
1．能确定换热面积
2．能选择换热器内流体的流动方向
3．能够进行传热温度差计算
1.掌握传热温度差的计算
2.了解换热器内流体的流动方向、特点及对传热温度差的影响
3.了解傅里叶定律，掌握导热系数的概念、影响因素及求取方法
4.掌握传热基本方程
培养经济、安全、环保意识；培养查阅资料的能力；培养团结协作的精神
任务与案例
任务：
4.1换热面积的确定
确定传热实训装置列管换热器、乙酸乙酯实训装置酯化釜顶部列管换热器的换热面积
任务：
4.2流体的流动方向选择及传热温度差计算
1、入门任务：
根据四个换热任务中冷热流体的相态变化和温度变化对传热过程分类
2、基本任务：
计算四个换热任务的平均传热温度差
3、拓展任务：
为四个换热任务选择流体的流动方向
重点
难点
及
解决方法
重点：
换热面积的确定、传热温度差计算
难点：
传热温度差计算
解决方法：
1、通过案例引入，提高学生学习兴趣；通过完成任务，引导学生学习相关的理论知识；通过基本任务、引申任务和拓展任务，对任务分解，化解难点
2、以团队合作的形式完成本任务，教师认真观察学生的活动，及时指导，给予必要的理论解释。
做到做中学，学中做，做中教，教中做。
3、教师做好过程的控制和过程考核；
参考资
料
1．流体流动与传热技术
2．乙酸乙酯实训资料
3．传热装置实训资料
序号
步骤名称
教学内容
教师活动
学生活动
时间分配（分）
1
布置任务4.1
案例引入
主讲
听课
5
2
分组学习
学习传热基本方程及工程应用，完成换热面积的确定
指导
分组讨论，活动，完成任务单
30
3
方案汇报、总结
传热基本方程及工程应用
点评、总结
小组代表发言
15
4
布置任务4.2
案例引入
主讲
听课
5
5
入门任务分组学习
根据冷热流体的相态变化和温度变化对传热过程分类
点评、总结
讨论活动，完成任务单
20
6
方案汇报、总结
传热过程分类
点评、总结
小组代表发言
15
7
基本任务分组学习
学习平均传热温度差，完成四个传热任务的温度差计算
点评、总结
讨论、活动
30
8
方案汇报、总结
平均传热温度差
点评、总结
小组代表发言
20
9
拓展任务分组学习
为四个换热任务选择流体的流动方向
指导
分组讨论，活动
35
10
方案汇报、点评
流体的流动方向的选择
点评、总结
小组代表发言
20
11
布置下一任务
主讲
听课
5
辽宁石化职业技术学院教案5
本次课标题4.3传热系数的确定
授课班级
石化0831
上课
时间
学时：
4
时间：
上课
地点
南教学楼604教室
教学
目标
能力目标
知识目标
素质目标
1．能够查取物质的导热系数
2．能够进行平壁与圆筒壁的导热计算
1.了解傅里叶定律及牛顿冷却定律
2.理解对流传热的概念、机理、特点
3.掌握导热系数的概念、影响因素及求取方法
4.掌握平壁与圆筒壁的导热计算
5.理解传热推动力及热阻的概念
6.理解流传热系数的影响因素、各准数的意义及经验关联式，有相变对流传热的特点
培养查阅资料的能力；培养团结协作的精神
任务与案例
任务：
4.3传热系数的确定
1、查取物质的导热系数
2、平壁的导热计算
3、圆筒壁的导热计算
4、对流传热的计算
重点
难点
及
解决方法
重点：
导热系数、导热计算、对流传热分析和对流传热膜系数
难点：
对流传热膜系数经验关联式
解决方法：
通过案例引入，提高学生学习兴趣；通过完成任务，引导学生学习相关的理论知识；通过预习及启发式教学讲授对流传热膜系数经验关联式，化解难点
参考资
料
1．流体流动与传热技术
序号
步骤名称
教学内容
教师活动
学生活动
时间分配（分）
1
布置任务
案例引入
主讲
听课
5
2
分组学习
学习傅里叶定律，完成导热系数的查取
指导
分组讨论，活动，完成任务单
20
3
方案汇报、总结
傅里叶定律及导热系数
点评、总结
小组代表发言
10
4
分组学习
平壁的导热计算
点评、总结
讨论活动，完成任务单
20
5
方案汇报、总结
平壁的导热
点评、总结
小组代表发言
15
6
分组学习
圆筒壁的导热计算
点评、总结
讨论、活动
20
7
方案汇报、总结
圆筒壁的导热计算
点评、总结
小组代表发言
10
8
分组学习
对流传热分析及牛顿冷却定律
指导
分组讨论，活动
20
9
总结
对流传热机理及牛顿冷却定律
提问、总结
发言
10
10
启发式教学
对流传热膜系数影响因素及经验关联式
主讲
听课、发言
50
11
强化练习
对流传热计算
指导
分组讨论，完成任务
15
12
布置下一任务
主讲
听课
5
辽宁石化职业技术学院教案6
本次课标题4.3传热系数的确定
授课班级
石化0831
上课
时间
学时：
4
时间：
上课
地点
教室一体化
化工单元操作实训室
教学
目标
能力目标
知识目标
素质目标
1.能够确定传热系数
2.能够找出换热器强化的途径和措施
1.理解传热推动力及热阻的概念
2.掌握K计算方法
3.掌握换热器强化的途径和措施
培养查阅资料的能力；培养团结协作的精神；培养经济意识；提高实际操作能力
任务与案例
任务：
4.3传热系数的确定
5、为几个换热任务确定传热系数
6、换热器强化的途径和措施
重点
难点
及
解决方法
重点：
传热系数的确定
难点：
换热器强化的途径和措施
解决方法：
通过案例引入，提高学生学习兴趣；通过传热实训装置换热器实际操作，提供直观数据，指导分析讨论，化解难点
参考资
料
1．流体流动与传热技术
序号
步骤名称
教学内容
教师活动
学生活动
时间分配（分）
1
布置任务
案例引入
主讲
听课
5
2
分组学习
学习传热系数的计算，完成任务
指导
分组讨论，活动
30
3
方案汇报、总结
传热系数的确定
点评、总结
小组代表发言
15
4
现场操作
传热系数的现场测定
教师密切观察学生的操作情况，对实施过程中出现的操作问题及时给予指出，并要求重新操作，对学生操作进行考核
分组讨论确定操作方案，经老师同意然后实际操作
100
5
分组学习
换热器强化的途径和措施
指导
讨论、活动
30
6
方案汇报、总结
换热器强化的途径和措施
点评、总结
小组代表发言
15
7
布置下一任务
主讲
听课
5
辽宁石化职业技术学院教案7
本次课标题项目5列管式换热器的选型
授课班级
石化0831
上课
时间
学时：
8
时间：
上课
地点
一体化教室
教学
目标
能力目标
知识目标
素质目标
能根据生产任务进行列管换热器的选型
1.了解列管式换热器的型号、标准
2.了解列管式换热器选型的一般步骤
3.理解列管式换热器选型考虑的问题
4.掌握列管式换热器的选型计算方法
培养查阅资料的能力；培养团结协作的精神；培养分析解决问题的能力
任务与案例
任务：
列管式换热器的选型
重点
难点
及
解决方法
重点：
列管式换热器的选型
难点：
列管式换热器的选型计算
解决方法：
通过换热器选型案例，教师指导，答疑，化解难点
参考资
料
1．流体流动与传热技术
2．物化手册
3．换热器设计
序号
步骤名称
教学内容
教师活动
学生活动
时间分配（分）
1
布置任务
案例引入
主讲
听课
5
2
方案确定
列管式换热器的选型应考虑的问题方案确定
指导，答疑
查阅资料，分组讨论，确定方案
50
3
方案汇报、总结
列管式换热器的选型方案
点评、总结
小组代表发言
40
4
方案实施
选型计算
指导，答疑，考核
完成选型计算
300
5
布置下一任务
主讲
听课
5
辽宁石化职业技术学院教案8
本次课标题项目6换热器的操作及故障处理
6.1换热器的操作维护
授课班级
石化0831
上课
时间
学时：
8
时间：
上课
地点
化工单元操作实训室
教学
目标
能力目标
知识目标
素质目标
能进行换热器的正常操作及日常维护
1.掌握换热器的正确使用、操作注意事项、日常维护内容
2.了解换热器的控制方法
培养规范操作、安全意识；培养团结协作的精神；培养经济意识；提高实际操作能力
任务与案例
任务：
6.1换热器的操作维护
重点
难点
及
解决方法
重点：
换热器的操作
难点：
换热器的维护
解决方法：
通过传热实训装置换热器实际操作，指导分析讨论，化解难点
参考资
料
1．流体流动与传热技术
2．传热实训装置资料
序号
步骤名称
教学内容
教师活动
学生活动
时间分配（分）
1
布置任务
案例引入
主讲
听课
5
2
熟悉装置
装置、流程、操作规程
指导，考核
分组讨论、活动
45
3
现场操作
换热器的操作
1、教师密切观察学生的操作情况，对实施过程中出现的操作问题及时给予指出，并要求重新操作
2、设置扰动
3、对学生操作进行考核
1、分组讨论确定操作方案，经老师同意然后实际操作
2、对老师设置的扰动进行正确分析，并调整参数至平稳
150
4
数据处理
换热器的操作
指导
讨论、计算
50
5
分组讨论
换热器的操作调节
指导
分组讨论、活动
50
6
汇报、总结
换热器的操作、调节
点评、总结
小组代表发言，相互提问
30
7
完成报告
换热器的操作
指导
讨论、活动
65
8
布置下一任务
主讲
听课
5
辽宁石化职业技术学院教案9
本次课标题6.2换热器的事故处理
授课班级
石化0831
上课
时间
学时：
4
时间：
上课
地点
仿真实训室
教学
目标
能力目标
知识目标
素质目标
能进行换热器的简单事故处理
1.掌握换热器的常见事故处理方法
2.了解换热器的清洗方法
培养规范操作、经济意识；培养综合分析问题的素质和能力；提高操作能力
任务与案例
任务：
6.2换热器的事故处理
利用仿真操作系统完成换热器单元的仿真操作，掌握换热器的事故处理
重点
难点
及
解决方法
重点：
换热器的事故处理
难点：
正常操作的维持
解决方法：
1、学生亲自操作
2、演示操作
3、总结讨论，分享经验
参考资
料
1．流体流动与传热技术
2．泵操作规程
3．化工单元仿真实训资料
序号
步骤名称
教学内容
教师活动
学生活动
时间分配（分）
1
布置任务
案例引入
主讲
听课
5
2
分组学习
换热器的清洗
指导
分组讨论，活动
20
3
总结、提问
换热器的清洗
提问、总结
代表发言
10
4
仿真操作
四种换热器的故障处理
指导
操作
50
5
汇报、分享
换热器的正常操作、故障处理技术
点评、总结
代表发言
30
6
仿真操作
四种换热器的故障处理
指导
操作
50
7
上机考试
换热器的故障处理
过程考核
操作
33
8
布置下一任务
主讲
听课
2
辽宁石化职业技术学院教案10
本次课标题项目7化工生产中的保温
7.1保温结构的构成及保温材料
7.2设备或管道的保温方案
授课班级
石化0831
上课
时间
学时：
4
时间：
上课
地点
教室一体化
化工单元操作实训室
教学
目标
能力目标
知识目标
素质目标
1．认识常见的保温材料及保温结构
2．能够进行保温层厚度计算
3．能为简单任务设计管道及设备的保温方案
1.了解设备和管道的绝热保温
2.了解保温结构的构成及
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