流体输送实训装置的开发和应用
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收稿日期 : 2008 - 04 - 01 作者简介 : 封娜 ( 1981 ) , 女 , 山东省青岛市人 , 硕士 , 助教 .
[ 1] [ 2]
76实验技源自术与管理
工实训的同时, 对相关的新兴的多学科交叉有所了解, 实训教学与工业生产吻合 , 不断开拓学生知识视野 , 培 养学生的创新意识
[ 5]
统的灌输式的教学模式。实训时教师先详细地讲解基 本内容、 基本原理、 工艺流程和实训操作 , 然后学生模 拟老师的步骤操作。这是以教师为中心 , 无疑限制了 学生自主性和能动性, 而且由于讲解时间过长而使学 生的动手锻炼时间大大减少。这些与高职教育重实践 能力的培养是相悖的。我们在流体输送实训平台的研 发过程中 , 着重考虑了实训教学对实践能力的培养的 作用
容和教学方法, 具体实施如下 : ( 1) 预习从多个角度入手。在进行流体输送实训 前, 有的班级已经经过了校外工厂的参观实习 , 到真实 的工作环境中体会过, 有些却刚刚进行完基础理论的 学习。针对不同层次 , 预习从多个角度入手。 利用多媒体演示设备的工作原理、 设备结构、 工艺流程 , 学生对所学内容感到直观, 尤其是动画演示 使学生有身临其境的感觉 , 调动了学生学习工程知识 的积极性。 依靠仿真软件 , 在计算机上熟悉实训流程、 设 备的结构、 控制点和操作步骤等, 并进行模拟操作, 很 好地熟悉实训设施及实训步骤。 给学生提出任务, 将实训设备解构 , 把分散的 装置作为已知条件, 按照实训的目标让学生先自行设 计方案。例如给定一个总水槽、 多个高位槽, 让学生利 用书上学过的流体输送设备和方法将总水槽的水送往 高位槽 , 并且实现水的循环利用。加强了学生对设备 结构、 使用方法的系统掌握。 ( 2) 发挥学生的主体作用。以往的实训教学是传
旋涡泵出口流量
Q I- 1002
离 心泵 P - 01 出 口 流量
LW GB- 25 型 涡轮 流 量 计变 送器 LW GB- 25 型 涡轮 流 量 计变 送器 LW GB- 25 型 涡轮 流 量 计变 送器 W N K801 型压力变送器
Q I- 1003
离 心泵 P - 02 出 口 流量
2
实训平台组成
实训平台流程如图 1 所示, 由离心泵、 漩涡泵、 水
喷射泵、 空气压缩机、 管件、 调节阀、 测试管路、 水槽组 等组成。实训介质为清水, 循环使用。实训参数的测 控由测量变送器和计算机组成, 主要控制点的仪表规 格与技术参数见表 1。
图1 表1
测控点 Q I- 1001
流体输送综合实训装置流程图
高等职业教育作为高等教育中的一个类型 , 肩负 着培养面向生产、 建设、 服务和管理第一线的高技能人 才的使命 , 相比本科院校更强调实践和操作能力的培 养。为响应实施国家示范性高等职业院校建设计划, 加快我校高等职业教育改革与发展 , 在 以服务为宗 旨, 以就业为导向, 走产学研结合的发展道路 的办学 方针指导下, 我校建设了一批紧密结合生产实际, 具有 高职特色的实训体系 , 流体输送装置即是其中之一。
[ 6, 7]
4
实训组织与实施
依据新开发的流体输送实训装置, 调整了实训内
。 任务驱动化。实训开始, 以提问形式让学生熟
悉现场装置的名称、 作用、 操作方法和注意事项 ( 例如 离心泵和漩涡泵开关方式的不同) , 摸索工艺流程。视 学生掌握的情况进行有针对的讲解, 然后给学生下达 任务。例如, 利用泵 ( 离心泵或旋涡泵 ) 将低位总水箱 V01 中的水定量送至高位的中间计量槽 ( V - 04 或 V - 03) , 先让学生考虑操作方法, 然后教师根据学生的 设计进行指导。整个过程采用讨论形式 , 当最后达成 一致后让学生动手完成此项目。 分组教学。实训室尽力体现真实工作环境 , 整 套装置有两层, 有台阶, 每个流程有很多需现场控制的 阀门 , 还有需要在计算机上进行的控制 , 所以单靠一个 人难以完成实训项目, 必须多人共同协作。分组练习 可以充分调动学生的主动性与团队合作精神。 培养了学生现场分析和解决有关操作的能力。 运用计算机技术 , 进行在线数据采集 , 绘制趋势图, 学 生调出数据进行分析 , 教师在现场参与并指导。 ( 3) 实训考核重操作。考核分为两部分, 一部分 是基础知识问答 , 另一部分是操作题目。前者强调学 生专业知识根基 , 后者强调实践能力, 让学生学会把这 理论知识应用到实践中 , 培养和提高解决化学工业生
3
实训内容
应用新开发的流体输送综合实训平台 , 可进行的
训练项目有: ( 1) 利用液体输送机械 或 V- 03) ;
泵 ( 离心泵或旋涡泵)
将低位总水箱中的水送至高位的中间计量槽 ( V - 04
封
娜 , 等 : 流体输 送实训装置的开发和应用
77
图2
流体输送实训装置历史趋势图
( 2) 利用真空抽吸的方法将中间计量槽 ( V - 03) 中的水送到 V- 02 贮槽; ( 3) 利用压缩空气压送的方法将中 间计量槽 ( V - 04) 中的水送至 V- 05 贮槽; ( 4) 进行离心泵的串并联操作输送; ( 5) 利用测得的 压差数据分析 流体阻力 的影响 因素。
摘
要 : 为实现更好的实训教学效果 , 校企合作开发了流体 输送实训平 台 , 并依据 该设备调 整了实 训内容 和
教学方法 , 通过工程化的实训装置及职场化实训氛围 培养学生的实践能力和团队合作能力。 关键词 : 实训教学 ; 流体输送 ; 实践能力 中图分类号 : G71; T Q 022. 1 文献标识码 : B 文章编 号 : 1002 - 4956( 2009) 03 - 0075 - 04
Q I- 1004 PI- 1001、 PI- 1001 PD I- 1003 L I- 1001 L I- 1002 S P: L A N 1001
流量 离心泵 P- 01 进、 出 口压力 管路压降 V03 液位 V04 液位 V03 进液量控制
W N K801 型压力变送器 V Q K - 85 系列液位变送器 V Q K - 85 系列液位变送器 计算机
1
实训平台的特点
新开发的实训平台依托实训设备的交融 , 借助计 算机技术、 智能仪表测量及自动控制技术, 具有计算机 在线数据和控制功能的流体输送综合实训平台 。 充分调动了 学生的能 动性与专 业兴趣 , 其主要 特点 如下。 1. 1 工程背景较强 化工生产中所处理的物料 ( 原料、 半成品及成品) 大多为流体。生产时需要将流体从低处输送到高处, 或从低压送至高压 , 或由管道送至较远的地方。因此
78
实
验
技
术
与
管
理
产过程中的实际问题的能力。无论是问答题的题库, 还是针对该装置的考核评分标准的编写 , 都是由经验 丰富的工厂技术人员与实训教师共同完成。
参考文献 ( References) :
[ 1] 黄素梅 , 周锦 鑫 , 李 祥斌 , 等 . 化 工基 础实 验教 学改 革的 几点 思 考 [ J] . 实验室研究与探索 , 2005, 24( 1) : 55 -57. [ 2] 杨祖荣 . 谈 谈化 工原理 实验 室的 改造与 创 新 [ J] . 化工 高 等教 育 , 2003( 2) : 55 -56. [ 3] 张 裕 萍 . 流 体 输 送 与 过 滤 操 作 实 训 [ M ] . 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社 , 2006. [ 4] 王宇 , 黄海 , 陈旭东 , 等 . 流体输 送综合试 验平台的 开发及应 用 [ J ] . 实验室研究与探索 , 2006, 25( 8) : 928 -931. [ 5] 王宇 , 杨祖荣 , 曹仲义 , 等 . 现代教 育技术在化 工实验教 学中的应 用 [ J] . 实验技术与管理 , 2005, 22( 12) : 87 -89. [ 6] 崔敏 , 邓祥明 . 改革实验教学方式 , 培养工程实践能力 [ J] . 实验技 术 与管理 , 2001, 18( 3) : 118 -120.
仪器规格与主要技术参数
名称 传感元件 LW GB- 25 型 涡轮 流 量 计变 送器
图 1 所示为计算机显示的的流体输送界面 , 开启 程序、 进入主界面后 , 可选择实训内容, 程序将自动切 换到相应的实训单元。计算机完成数据采集与记录、 参数控制及结果显示。待实训完成后, 退出采集界面, 软件可自动将实训结果汇 总并进行处理与 整理。例 如: 在界面每台泵下部有一组功能键, 各泵的开启可通 过点击界面上相应的按钮 ; V03 的输液量可以预先通 过计算机设置等 ; 某些压强、 液位可以适时监控并由本 计算机绘制趋势图, 例如图 2。该软件响应时间快 , 数 据传输稳定, 操作简便, 实训教学过程效果较好。
作, 减轻了实际操作时的陌生感, 并且由先前的茫然变 得有的放矢; 同时, 有助于学生开拓思路 , 为开展设计 型、 综合性实训提供技术支持与参考 。
[ 5]
。
各泵的操作均在计算机上进行, 只要在计算机系 统运行画面上点击相应设备的开关按扭 , 就可以实现 该设备的开停操作。同时在工艺设计中也结合了手动 操作的单元, 使学生通过实训 , 了解和掌握流体输送的 方法及原理。 1. 4 与仿真教学相结合 实训前先进行与流体 输送实训相配 套的仿真实 训, 使学生在动手前就了解实训的工艺流程与设备操
ISS N 1002- 4956 CN 11- 2034/ T
实
验
技
术
与
管
理
Ex perim ent al Technol ogy and M anagem ent
第 26 卷 第 3 期 2009 年 3 月 V ol. 26 N o. 3 M ar. 2009
流体输送实训装置的开发和应用
封 娜
225127) ( 扬州工业职业技术学院 化学工程系 , 江苏 扬州
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工实训的同时, 对相关的新兴的多学科交叉有所了解, 实训教学与工业生产吻合 , 不断开拓学生知识视野 , 培 养学生的创新意识
[ 5]
统的灌输式的教学模式。实训时教师先详细地讲解基 本内容、 基本原理、 工艺流程和实训操作 , 然后学生模 拟老师的步骤操作。这是以教师为中心 , 无疑限制了 学生自主性和能动性, 而且由于讲解时间过长而使学 生的动手锻炼时间大大减少。这些与高职教育重实践 能力的培养是相悖的。我们在流体输送实训平台的研 发过程中 , 着重考虑了实训教学对实践能力的培养的 作用
容和教学方法, 具体实施如下 : ( 1) 预习从多个角度入手。在进行流体输送实训 前, 有的班级已经经过了校外工厂的参观实习 , 到真实 的工作环境中体会过, 有些却刚刚进行完基础理论的 学习。针对不同层次 , 预习从多个角度入手。 利用多媒体演示设备的工作原理、 设备结构、 工艺流程 , 学生对所学内容感到直观, 尤其是动画演示 使学生有身临其境的感觉 , 调动了学生学习工程知识 的积极性。 依靠仿真软件 , 在计算机上熟悉实训流程、 设 备的结构、 控制点和操作步骤等, 并进行模拟操作, 很 好地熟悉实训设施及实训步骤。 给学生提出任务, 将实训设备解构 , 把分散的 装置作为已知条件, 按照实训的目标让学生先自行设 计方案。例如给定一个总水槽、 多个高位槽, 让学生利 用书上学过的流体输送设备和方法将总水槽的水送往 高位槽 , 并且实现水的循环利用。加强了学生对设备 结构、 使用方法的系统掌握。 ( 2) 发挥学生的主体作用。以往的实训教学是传
旋涡泵出口流量
Q I- 1002
离 心泵 P - 01 出 口 流量
LW GB- 25 型 涡轮 流 量 计变 送器 LW GB- 25 型 涡轮 流 量 计变 送器 LW GB- 25 型 涡轮 流 量 计变 送器 W N K801 型压力变送器
Q I- 1003
离 心泵 P - 02 出 口 流量
2
实训平台组成
实训平台流程如图 1 所示, 由离心泵、 漩涡泵、 水
喷射泵、 空气压缩机、 管件、 调节阀、 测试管路、 水槽组 等组成。实训介质为清水, 循环使用。实训参数的测 控由测量变送器和计算机组成, 主要控制点的仪表规 格与技术参数见表 1。
图1 表1
测控点 Q I- 1001
流体输送综合实训装置流程图
高等职业教育作为高等教育中的一个类型 , 肩负 着培养面向生产、 建设、 服务和管理第一线的高技能人 才的使命 , 相比本科院校更强调实践和操作能力的培 养。为响应实施国家示范性高等职业院校建设计划, 加快我校高等职业教育改革与发展 , 在 以服务为宗 旨, 以就业为导向, 走产学研结合的发展道路 的办学 方针指导下, 我校建设了一批紧密结合生产实际, 具有 高职特色的实训体系 , 流体输送装置即是其中之一。
[ 6, 7]
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实训组织与实施
依据新开发的流体输送实训装置, 调整了实训内
。 任务驱动化。实训开始, 以提问形式让学生熟
悉现场装置的名称、 作用、 操作方法和注意事项 ( 例如 离心泵和漩涡泵开关方式的不同) , 摸索工艺流程。视 学生掌握的情况进行有针对的讲解, 然后给学生下达 任务。例如, 利用泵 ( 离心泵或旋涡泵 ) 将低位总水箱 V01 中的水定量送至高位的中间计量槽 ( V - 04 或 V - 03) , 先让学生考虑操作方法, 然后教师根据学生的 设计进行指导。整个过程采用讨论形式 , 当最后达成 一致后让学生动手完成此项目。 分组教学。实训室尽力体现真实工作环境 , 整 套装置有两层, 有台阶, 每个流程有很多需现场控制的 阀门 , 还有需要在计算机上进行的控制 , 所以单靠一个 人难以完成实训项目, 必须多人共同协作。分组练习 可以充分调动学生的主动性与团队合作精神。 培养了学生现场分析和解决有关操作的能力。 运用计算机技术 , 进行在线数据采集 , 绘制趋势图, 学 生调出数据进行分析 , 教师在现场参与并指导。 ( 3) 实训考核重操作。考核分为两部分, 一部分 是基础知识问答 , 另一部分是操作题目。前者强调学 生专业知识根基 , 后者强调实践能力, 让学生学会把这 理论知识应用到实践中 , 培养和提高解决化学工业生
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实训内容
应用新开发的流体输送综合实训平台 , 可进行的
训练项目有: ( 1) 利用液体输送机械 或 V- 03) ;
泵 ( 离心泵或旋涡泵)
将低位总水箱中的水送至高位的中间计量槽 ( V - 04
封
娜 , 等 : 流体输 送实训装置的开发和应用
77
图2
流体输送实训装置历史趋势图
( 2) 利用真空抽吸的方法将中间计量槽 ( V - 03) 中的水送到 V- 02 贮槽; ( 3) 利用压缩空气压送的方法将中 间计量槽 ( V - 04) 中的水送至 V- 05 贮槽; ( 4) 进行离心泵的串并联操作输送; ( 5) 利用测得的 压差数据分析 流体阻力 的影响 因素。
摘
要 : 为实现更好的实训教学效果 , 校企合作开发了流体 输送实训平 台 , 并依据 该设备调 整了实 训内容 和
教学方法 , 通过工程化的实训装置及职场化实训氛围 培养学生的实践能力和团队合作能力。 关键词 : 实训教学 ; 流体输送 ; 实践能力 中图分类号 : G71; T Q 022. 1 文献标识码 : B 文章编 号 : 1002 - 4956( 2009) 03 - 0075 - 04
Q I- 1004 PI- 1001、 PI- 1001 PD I- 1003 L I- 1001 L I- 1002 S P: L A N 1001
流量 离心泵 P- 01 进、 出 口压力 管路压降 V03 液位 V04 液位 V03 进液量控制
W N K801 型压力变送器 V Q K - 85 系列液位变送器 V Q K - 85 系列液位变送器 计算机
1
实训平台的特点
新开发的实训平台依托实训设备的交融 , 借助计 算机技术、 智能仪表测量及自动控制技术, 具有计算机 在线数据和控制功能的流体输送综合实训平台 。 充分调动了 学生的能 动性与专 业兴趣 , 其主要 特点 如下。 1. 1 工程背景较强 化工生产中所处理的物料 ( 原料、 半成品及成品) 大多为流体。生产时需要将流体从低处输送到高处, 或从低压送至高压 , 或由管道送至较远的地方。因此
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实
验
技
术
与
管
理
产过程中的实际问题的能力。无论是问答题的题库, 还是针对该装置的考核评分标准的编写 , 都是由经验 丰富的工厂技术人员与实训教师共同完成。
参考文献 ( References) :
[ 1] 黄素梅 , 周锦 鑫 , 李 祥斌 , 等 . 化 工基 础实 验教 学改 革的 几点 思 考 [ J] . 实验室研究与探索 , 2005, 24( 1) : 55 -57. [ 2] 杨祖荣 . 谈 谈化 工原理 实验 室的 改造与 创 新 [ J] . 化工 高 等教 育 , 2003( 2) : 55 -56. [ 3] 张 裕 萍 . 流 体 输 送 与 过 滤 操 作 实 训 [ M ] . 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社 , 2006. [ 4] 王宇 , 黄海 , 陈旭东 , 等 . 流体输 送综合试 验平台的 开发及应 用 [ J ] . 实验室研究与探索 , 2006, 25( 8) : 928 -931. [ 5] 王宇 , 杨祖荣 , 曹仲义 , 等 . 现代教 育技术在化 工实验教 学中的应 用 [ J] . 实验技术与管理 , 2005, 22( 12) : 87 -89. [ 6] 崔敏 , 邓祥明 . 改革实验教学方式 , 培养工程实践能力 [ J] . 实验技 术 与管理 , 2001, 18( 3) : 118 -120.
仪器规格与主要技术参数
名称 传感元件 LW GB- 25 型 涡轮 流 量 计变 送器
图 1 所示为计算机显示的的流体输送界面 , 开启 程序、 进入主界面后 , 可选择实训内容, 程序将自动切 换到相应的实训单元。计算机完成数据采集与记录、 参数控制及结果显示。待实训完成后, 退出采集界面, 软件可自动将实训结果汇 总并进行处理与 整理。例 如: 在界面每台泵下部有一组功能键, 各泵的开启可通 过点击界面上相应的按钮 ; V03 的输液量可以预先通 过计算机设置等 ; 某些压强、 液位可以适时监控并由本 计算机绘制趋势图, 例如图 2。该软件响应时间快 , 数 据传输稳定, 操作简便, 实训教学过程效果较好。
作, 减轻了实际操作时的陌生感, 并且由先前的茫然变 得有的放矢; 同时, 有助于学生开拓思路 , 为开展设计 型、 综合性实训提供技术支持与参考 。
[ 5]
。
各泵的操作均在计算机上进行, 只要在计算机系 统运行画面上点击相应设备的开关按扭 , 就可以实现 该设备的开停操作。同时在工艺设计中也结合了手动 操作的单元, 使学生通过实训 , 了解和掌握流体输送的 方法及原理。 1. 4 与仿真教学相结合 实训前先进行与流体 输送实训相配 套的仿真实 训, 使学生在动手前就了解实训的工艺流程与设备操
ISS N 1002- 4956 CN 11- 2034/ T
实
验
技
术
与
管
理
Ex perim ent al Technol ogy and M anagem ent
第 26 卷 第 3 期 2009 年 3 月 V ol. 26 N o. 3 M ar. 2009
流体输送实训装置的开发和应用
封 娜
225127) ( 扬州工业职业技术学院 化学工程系 , 江苏 扬州
