化工機械設計論文

開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化工機械設計論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

關鍵詞：安全，化工機械，事故

 

0.引言

當前，各種化工機械設備廣泛應用于工業生產中，化工機械設備的種類繁多，由化工機械設備造成的化工機械傷害繁多。化工機械傷害形式是多種多樣，人體受傷可遍及全身各部位，可造成外傷、內傷或內外傷兼有，基于化工機械設備往往帶有化學物質，而許多化學物質對人體有毒，化工機械傷害的后果一般比較嚴重，伴隨傷口感染難以愈合，甚至危及生命。防止化工機械傷害事故是全世界共同關心的問題，現代安全理念不斷強調人本強化模式，對化工機械安全性和人機工程有好度要求越來越高，本質安全成為化工機械設備設計和制造中的主題，從盡量杜絕化工機械設備的不安全狀態出發，規范化工機械操作者的不安全行為，才能有效預防和避免化工機械事故發生。

1.化工機械事故原因

1.1設備的不安全狀態

1.1.1設計不當，結構不合安全要求。

常見設計缺陷有:強度計算不準，材料選用不當，設備的外觀不安全，操作機構不當，結構安全裝置缺乏或有缺陷，發生無功能部件等。

1.1.2制造和安裝不合理。

常見的錯誤有:制造工藝設計不合理，加工精度不夠，熱處理的硬度、強度不夠，裝配不當，漏裝零件，設備內遺留工具、零件。

1.1.3作業環境不安全。

照明光線不足，通風不暢，作業場所狹窄，物料、催化劑、抑制劑、吸附劑等反應組分管理不當等。論文格式。

1.1.4設備維護、維修不良。論文格式。

設備待病作業，由于長期化學品物料腐蝕，設備維修控制不足，保養不全，部分化工生產設備運行周期相當長，一旦反應開始，就難于中止，況且中止的成本和安全隱患更加巨大，這就導致設備維護和維修中的不良情況會被放大。

1.2操作者的不安全行為

1.2.1管理松懈，由于我國經濟處于發展中，化工企業好多是小型化作坊式生產，這些企業的規章制度不夠健全，執行不嚴，造成操作者安全防護意識非常淡薄。

1.2.2操作者無安全防護能力，教育培訓不夠，未經培訓上崗，操作者業務素質低，缺乏安全知識和自我防護能力，工作時注意力不集中，不遵守操作規程等。

1.2.3操作者不正確穿戴防護用品，化工生產的防護用品大多比較笨重，有的佩戴起來悶熱難忍，這就間接造成操作者反感和排斥，更不注意設備日常維護和保養，忽視安全。

2.化工機械事故的控制

由上面的分析可知，導致不安全的原因主要是兩個方面的，即物的不安全狀態和人的不安全行為。減少化工機械事故，須從這兩方面入手。

2.1控制物的不安全狀態

2.1.1化工機械設計時體現以物的安全狀態為中心的現代安全設計方法。

現代的化工機械設計應該是全面的系統的設計，除了考慮技術和經濟等方面以外，還應考慮安全設計的內容。

(1)在設計時，必須清楚設備的使用時間、頻率和環境，保證化工機械設備的強度、剛度和穩定性，結構要安全，在規定的載荷和時間內使其完全處于安全狀態。設計必須保證:強度計算準確，所適用的計算理論得當，考慮因素全面，計算時認真、準確。

(2)材料的選用合理，不選用容易腐蝕和化學性質活潑的材料，不選用對人體有害的材料，不選用能與工作介質和物料發生反應而造成危險(爆炸、生成有害物質等)的材料，所選用的材料能滿足強度、剛度的要求，要性質穩定、耐高溫、高壓，有一定的延展性、熱膨脹系數應較低。

(3)在設計時，加裝安全裝置是非常重要的。在這一點上，對于初級化工機械設計者尤為引起重視。化工機械安全裝置是化工機械設備上本質安全附件，其生效的同時要考慮的化學反應的反應中非可控性，妥善做好安全設備觸發反應中的設備“停車”時，對反應物料的處置、回收和排放。對于化工機械安全裝置最常見的有兩種類型:

①是安全防護裝置，這種裝置使操作者不能進入危險區，如:各種化工機械設備的傳動帶、明齒輪、皮帶輪、飛輪等易傷人的零部件，都必須設計安全防護罩或保護屏，使物處于安全狀態。

②是安全控制裝置。安全控制裝置本身并不直接參與人身防護動作，在操作者一旦進入危險區時，控制裝置對制動器進行控制，使化工機械設備運轉。如:采用檢測裝置和控制系統相結合的安全控制裝置，當檢測器檢測時，發現有毒、有害、易燃、易爆等有害因素，且超過規定值后，檢測器自動驅動控制裝置以降低危險水平，或切斷設備電源，停止化工機械設備的運轉。

2.1.2制造和安裝化工機械設備要保證安全要求。

制造和安裝環節也是產生安全隱患主要環節。制造和安裝化工機械設備，必須保證工藝的合理性和科學性，按技術要求制造和安裝設備。安裝要安全可靠。如:安裝大型罐體、反應釜、發生器時，零件保證同軸度要求，齒輪口嚙合調整好配合，設備要水平等。

2.1.3設備的維修維護要及時，保證化工機械設備正常運行。

有計劃進行檢修，注意保養維護(清除反應副產物和中間產物等)，化工機械設備嚴禁帶病運行，發現故障和隱患時，及早進行預防和維護，減少故障的發生和故障停機時間，延長設備的使用壽命。

2.1.4安全的作業環境。

化工機械設備的布局要合理，作業場地要整潔，反應物、催化劑、產品和廢液要分離妥善安置，要防止泄露和離散；較大設備要設置露天處，搭設固定式棚頂；通風系統要良好，留有空地，確保操作人員的作業安全。

2.2控制人的不安全行為

2.2.1加強領導的安全意識，建立健全安全管理組織，建立健全規章制度和操作規程，班組安排要合理，抓好三級安全教育和業務技術培訓，做好監督檢查，督促職工做好安全防護工作。同時落實安全責任制，把責任落實到人，管理到位，保障化工機械設備的安全正常運行。

2.2.2提高操作者的化工機械安全素質和能力。論文格式。人是安全的決定性因素，每一位化工機械操作者都必須經過嚴格而專業的業務培訓，作為特殊作業崗位要考試合格之后才可上崗作業，而且作業時嚴格按照操作規程進行操作，穿戴好勞動防護用品。

2.3.3加強監督撿查。定時定期做好檢查和巡檢。制定檢查清單，認真逐項檢查，特別注意重要的安全部件、保險裝置，檢查要做好記錄，不要流于形式。

2.3.4預防為主。必須認真貫徹和落實 “安全第一，預防為主，綜合治理”的方針，據故障分析資料得知，因故障造成的事故中98%是可以預防的，因人的不安全行為造成的88% ，因物的不安全狀態造成的占10%。借鑒“1:10:100”成本法則，切實做好隱患排查、整改、治理工作，將事故的隱患消滅于萌芽狀態。

2.3.5制定應急預案。系統而科學的辨識危險源，對于重大安全隱患要制定相應的應急預案(責任明確，措施靈活，方法得當，保障到位)，以緊急的情況下控制和遏制事故的發生，防止事故擴大，減少傷害，最大限度地減少事故的損失。

3.結論

綜上所述，加強控制物的安全狀態和人的不安全行為，才能減少導致化工機械設備的不安全因素，才能更有效地減少化工機械事故的發生。對于化工機械生產企業，在生產過程中必須應用各種手段和方法，增強化工機械設備的安全性能，延長設備的使用壽命，最大限度保護勞動者的生命安全，化工機械安全必須引起全社會的高度重視，因為它正是我們化工工作者貫徹落實科學發展觀，牢固樹立安全發展理念，把安全生產放在第一位，促進經濟社會和諧發展的體現。

參考文獻

[1]張新，中國化工安全科學學報[J] .我國的化工機械安全及現狀，2009,19:86-89.

[2]陳永碩，徐鐵，林業勞動安全[J]。化工機械設備故障與事故管理，2008，9(7): 9-10.

第2篇

關鍵詞：過程裝備與控制工程專業；理論力學；卓越工程師

作者簡介：劉學武（1974-），男，黑龍江牡丹江人，大連理工大學化工機械學院，副教授；代玉強（1978-），男，山東濰坊人，大連理工大學化工機械學院，副教授。（遼寧 大連 116024）

基金項目：本文系大連理工大學教學改革基金項目（項目編號：MS201223）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）07-0133-02

“理論力學”是高等院校工科必修的重要技術基礎課，是“材料力學”、“結構力學”、“機械設計原理及過程機械”等主干課程的基礎內容。[1]對于大連理工大學（以下簡稱“我校”）的過程裝備與控制工程專業，講授的“理論力學”有別于其他專業，稱之為“理論力學C”，在授課內容、授課側重點、授課方式及學時方面，與其他專業有明顯區別。通過近幾屆的教學改革，無論是教學方式還是教學內容，都進行了相應的調整，有了較大變化，使教學質量有了較大提高。

但同時也應看到，隨著高等教育理念的改變，特別是最近幾年教育部提出了“卓越工程師”培養計劃，為適應其培養計劃與目標，“理論力學”教學方式也需要得到進一步的改進。特別是要根據“理論力學”課程邏輯性、應用性強的特點，結合本專業對化工設備、成套裝備的要求，對教學內容和教學方法進行相應的改革，最大限度地提高教學效果，達到“卓越工程師”人才培養的要求，這就需要授課講師在教學方法方面仍需探索與研究。

一、“理論力學”教改重要性

“理論力學”的發展已經有多年，內容體系比較成熟，傳統的靜力學、運動學及動力學是經典的三部分授課內容，其理論性、邏輯性和系統性都很好。同時，各個高校不同專業的授課內容也極為接近，基礎知識、理論框架及結構體系都相似。這樣的教學布置優點在于有利于教師之間的交流與合作，缺點在于無法體現出專業特色。特別是教材中的例題、習題都是抽象化后的力學模型，缺少過程裝備與控制工程專業相關的工程例子，這樣的教學內容教師講得費勁、學生聽得迷糊，難以調動學生聽課的積極性，不利于培養學生的綜合能力。

近年來，各高校對眾多課程進行了調整，增加了大量的限選課、選修課，但總學時并沒有變化，因此很多主干課程的學時相應就被壓縮。過程裝備與控制工程專業的“理論力學”課時減少，且學生課后用于該課程的學習時間也大為減少，同時，“理論力學”課程內容也有不足，比如在授課內容的安排上，比較重視經典規律與內容，忽視近現代取得的成果；重視計算過程、輕視力學模型的建立，極少考慮與實際工程的差別。在教學方法上，由于“理論力學”內容多、學時少，普遍采用教師講授的方式，很少有學生直接參與。這些不足，就使學生知識積累和解決問題能力相互脫節，達不到培養“卓越工程師”的目的。因此，為了適應社會發展的需要，培養出具有工程素養的“卓越工程師”型人才，有必要對“理論力學”教學內容、教學方法進行改革與完善。

二、“理論力學”教學改革內容與措施

過程裝備與控制工程專業“理論力學”教學改革的內容，主要思路是強化基礎知識、重點闡述基本概念與定理、改變傳統教學方式、增加實踐環節，大量增加有本專業工程背景的例子，所講授的例題、習題盡量與本專業的工程實際相結合。同時要按照“卓越工程師”培養計劃和培養要求，以及授課教師在以往教學中發現的問題，結合個人教學經驗和他人的教學改革成果，[2-6]對過程裝備與控制工程專業理論力學教學改革提出如下幾點內容與措施。

1.更新傳統教學手段

傳統教學模式主要是板書形式，內容過于單一，無法形象表示出“理論力學”研究對象的特點，這對于學生的理解是不利的。因此，在現代的教學活動中引用多媒體技術進行課堂教學已是大勢所趨，但如何充分發揮其合理作用仍然值得深思。

多媒體教學，不僅僅是指把教學內容做成幻燈片，還應該包括運動機構的實例演示、動畫演示，甚至于一些實驗過程都可以在課堂上播放。這對于本專業的“理論力學”教學只有48學時的情況是非常有利的，可節省大量的在黑板上推導一些繁雜公式和求解過程的時間，可使整個課堂的教學重點內容突出，易于調動學生學習積極性。同時，運用多媒體技術可以演示例題、習題所涉及的機械運動，也可以播放一些工程實例，這些都有助于工程概念淡薄的學生理解課堂內容，在提高學生學習興趣的同時也有利于教師的授課。但要注意，多媒體教學畢竟也只是一種教學手段，要注意其使用的方式、程度，過量的教學信息、頻繁的換屏、花哨的布局，反而會降低學生對教學內容的關注。因此，利用傳統的黑板推導一些重要公式和求解過程，仍然是現代教學中不可替代的教學方式，要充分結合板書與多媒體技術，最大程度地調動學生學習積極性，從而提高教學效果。

2.優化教學模式

傳統的課堂教學模式都是以教為中心的，授課教師在有限的課堂教學時間內為完成教學任務會不自覺地采取滿堂灌、填鴨式的教學方式，尤其是目前多媒體技術普遍應用的情況下，授課教師在增加信息量的同時，也會不自覺地加快授課速度，這將使很多學生只是表面上對一些概念和定理聽懂了、了解了，但實際上并沒有真正吸收并為自己所用，因此做起習題來還是感覺無處下手、感覺很難、甚至一頭霧水，這從測試中就能看出來。

因此，教師在授課過程中要注意調整教與學的關系，充分尊重教學特點，遵循學生是教學活動的主體，體現出以學生為本的教學理念。教師在教學過程中，既是知識的傳授者，又是學生學習的引導者，要著重培養學生分析“理論力學”中所包含的科學問題和解決這些問題所需要的能力，從而不斷激發出學生學習“理論力學”的主動性和積極性，為后續課程的學習奠定堅實的基礎。

（1）啟發式教學。現代教育要與現代大學生的特點相適應，改變以往填鴨式的教學方法，倡導啟發式的教學方式、教學理念，激發學生求知欲，提高學生分析問題和解決問題的能力。教師在授課過程中，要引導學生深入了解事物內部的本質規律，反映在“理論力學”的教學中就是如何具體應用靜力學、運動學與動力學的基本定律來解決構件或者機構的受力特點、運動形式及所受外力。在這個過程中，如何一步步引導學生，由簡入繁、由表及里的考慮問題，使之掌握思考事物內部本質、探求自然規律并能合理利用的能力，就需要在授課過程中不斷努力并實踐。這樣，逐步形成在教師指導下的、以學生為中心的學習過程，也就是說，要體現出以學生為本的教學理念，強調“學生是教學活動主體”的原則。

（2）討論式教學。在課堂教學中引入討論式的教學形式也是一種嘗試，這是學生合作學習和教師指導相結合的一種新的教學方式。主要過程是：教師提前給學生布置要討論的授課內容，學生之間、學生和授課教師之間圍繞與其相關的問題相互討論及交流信息，學生和教師共同參與到教學活動中，學生要表述對相關內容的理解，同時也可以充當教師的角色來引導討論的進行，這對學生也是極大的挑戰，要求他們必須對授課內容有一定的理解。由于本專業上課的人數過多（每學期都在110～120人），往往很難集中在一起進行討論。針對這種情況可采取不同時間段分成小班的形式進行討論，每個小班的人數控制在20人左右，這樣可使每個學生都有表述問題的機會，當然，這就要求授課教師付出更多的時間與精力。該種教學形式，可發揮學生的積極作用，引導學生主動參與學習過程，在獲得知識、解決問題的過程中更能培養其合作精神、創新能力及概括總結能力。

（3）布置小論文。“理論力學”有很多貫穿前后課程的知識點，對于這些知識點，可以提前布置給學生做小論文，題目應該有多個，使學生以團隊的形式來進行，鼓勵學生上網查找資料，小論文成績可作為期末考試的一部分。對這些布置的內容，在檢查的時候，應該以學生為主，讓學生來講解團隊作小論文時的整體思路，求解過程中遇到的問題、解決的方式，以及通過小論文學到的知識點。而教師的角色主要起到提示、引領及總結的作用，培養學生一題多解的發散思維方式、掌握知識的關鍵要點及綜合運用所學知識的能力。當然，小論文的選則還可以適當增加難度，如：與當今重要工程問題相關的例題和習題，用運動合成與分解來分析火箭與衛星分離過程、機械手臂各關節間運動軌跡、運動速度等；增加應用專題內容，如簡單剛體型機械手臂的動力學建模與運動方程的推導，簡單太空機械手臂運動路徑建模與動力學方程的推導。

（4）建立學習網站。在學校的大力支持下，建立了本專業的“理論力學”授課網站，通過該網絡平臺可實現師生間的資源共享。在課程網站上，具有課程介紹、授課內容、重點例題講解、課件內容、典型習題分析、答疑解惑、心得與討論及虛擬實驗室等幾項內容，對這些內容還要及時更新，并盡量做到在線解答問題，能對學生學習、作業過程中遇到的各種問題進行及時解答。這對于在課堂上沒有及時聽講，或者思路跟不上的學生，具有極大的意義，相當于開設了第二課堂。

3.構建合理的考核體系

過程裝備與控制工程專業的“理論力學”考試，改變了以往的單純靠期末考試取得最終成績的方式，采用新的多種考核形式，如最終成績按平時考核與期末考試成績之和，二者的權重分別占30%和70%。平時成績可包括基本的三部分，如果有實驗還需要加上實驗的成績：作業成績，知識點很多，且每次課都布置相關作業，一學期的作業量非常大，要求學生獨立完成；組織3～5次的測驗，對靜力學、運動學及動力學每部分都要有測驗，可放在該部分內容結束的時候，考查學生掌握概念、定律的熟悉程度，分析問題、解決問題的能力。通過這種測驗，極大督促了學生學習的自覺性，能提前對學過的內容進行復習，不至于把問題都留在期末；課堂討論表現，這與“討論式教學”相關，根據學生的表現給出相應的成績。上述這些考核方式，可有效督促學生平時就要認真對待理論力學課程，而不是把所有問題都推到期末來解決。

4.引入數學工程軟件

由于“理論力學”對數學技巧的要求比較高，有時甚至會使學生顛倒理論和習題、基本原理和技巧的關系，忽視對基本理論的學習。因此，在教學活動中適當引入相關的數學工程軟件，可一定程度上減輕學生的負擔，甚至于提高學生學習該門課程的興趣。

例如在動力學分析中，運動微分方程是重點內容，但卻沒有講授運動微分方程組的求解問題，大部分問題是在特殊情況下，利用質點系普遍定理進行求解的。因此，在課堂授課過程中可適當引用Maple數學軟件求解微分方程數值解，達到直觀分析運動的目的。這種將抽象的微分方程轉化為圖像顯示的授課內容，使學生有一種興趣感、參與感，直接促進了學生對運動微分方程的理解。Maple 軟件在符號（解析）運算方面目前是最優秀的，計算過程中幾乎不需要聲明變量類型，解決一般的數學問題不需要復雜的編程，且具有自動繪圖的功能，在“理論力學”的教學中使用Maple將會得到意想不到的效果。

如何生動描述力學問題的物理圖像，這也是進行教學改革應該思考的問題，比如，利用Maple軟件可對傅科擺問題進行演示，在各種初始條件下對傅科擺的運動微分方程直接進行求數值解，同時直觀地展示出傅科擺在水平面上的相對運動軌跡。在課堂的授課中初步表明，應用該方式對一些特殊問題進行求解，可引起學生學習的極大興趣。因此，在課堂教學中，根據學時的多少，盡量安排一些利用Maple軟件進行分析的題目，作為平時考核成績的一部分，對一些學有余力的學生，可適當增加難度，作為選學內容。

5.開展實踐性教學活動

過程裝備與控制工程專業開設的“理論力學”，和大部分課程相似，存在教學中重理論而輕實踐的問題，教學大綱中只講授理論而無實踐性環節。但由于“理論力學”本身包含大量的概念、公理、定律以及相關的力學模型，理論性相比于其他課程來講是比較強的。對于剛進入大二的學生，難以很好理解抽象的內容，僅僅依靠課堂講授教學效果較差。

因此，在“理論力學”教學中，各專業可根據總學時的安排，開設幾個常規的“理論力學”實驗，增加學生對運動機構的認識。在開設實驗的過程中，可以考慮如下幾種方式：由任課教師與實驗工程師準備，根據教學內容提前準備3～5個學生實驗，可以是3大部分的單獨實驗，也可以是綜合性的實驗；學生動手設計實驗，教師提供實驗所需要的器材、場地，再由學生完成實驗，可考慮開設1～2個這樣的實驗；現場教學的形式，利用2～4學時，帶領學生參觀校內工廠或者相關企業，使學生能觀察到傳動機構及相關的約束形式。也可以利用flash等軟件，做一些動畫，模擬實際機構的運動過程，在課堂授課過程中，有意安排播放。過程裝備與控制工程專業，已著手進行實驗方面的教學研究，考慮通過網絡開展一些虛擬實驗，如虛擬摩擦系數測定、虛擬靜力學分析、虛擬運動學和虛擬動力學實驗。

三、結語

過程裝備與控制工程專業的“理論力學”課程從教學內容、教學形式、課程體系建立等多方面出發，持續進行了多年的教學改革，取得了較好的教學效果。學生是教學的對象，是課程教學的根本，只有學生發自內心地喜愛“理論力學”，積極主動地學習，課程教學才能順利地進行下去。總之，教學改革應該秉承“培養大學生綜合素質、提高分析問題與解決問題能力”的教學理念，不斷進行改革、創新教學方法，以真正適應“卓越工程師”人才培養要求，為最終培養創新型與研究型復合人才奠定基礎。

參考文獻：

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