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        傳熱3D實(shí)訓(xùn)仿真教學(xué)應(yīng)用透視

        2016-12-01 01:36:30王小瑞凌小玖
        山東工業(yè)技術(shù) 2016年20期
        關(guān)鍵詞:換熱器原理化工

        董 鵬,王小瑞,凌小玖

        (蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院,蘭州 730060)

        傳熱3D實(shí)訓(xùn)仿真教學(xué)應(yīng)用透視

        董 鵬,王小瑞,凌小玖

        (蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院,蘭州 730060)

        為了能夠提高教學(xué)質(zhì)量和有效的利用資源,更有效的培養(yǎng)高素質(zhì)技能應(yīng)用人才,將3D仿真盡快的融入實(shí)踐教學(xué)中。本文探討了傳熱3D實(shí)訓(xùn)虛擬仿真軟件的開發(fā)和設(shè)計(jì),并對化工3D仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了透視。

        3D仿真;流體輸送;實(shí)踐教學(xué)

        0 引言

        目前高職院校甚至大學(xué)開設(shè)化工原理仿真課程大都采用傳統(tǒng)教學(xué)形式比如理論與實(shí)踐穿插,學(xué)生分組等,仿真一般是2D仿真,傳統(tǒng)教學(xué)弊端在于受到實(shí)驗(yàn)裝置和場地以及師資的限制,很難實(shí)現(xiàn)學(xué)生對設(shè)備以及現(xiàn)場有身臨其境的目的,對以后的適應(yīng)化工環(huán)境有一定的限制與延遲。很多學(xué)生只是聽聽老師的講解,按照步驟做完仿真要求,然后根據(jù)課時(shí)安排考試,就算做完了一個(gè)仿真。通常只是走一個(gè)過場,多數(shù)學(xué)生并沒有什么對于現(xiàn)場有感官的認(rèn)識,這種現(xiàn)象非常普遍。引入3D仿真教學(xué)則從根本上解決了學(xué)生縮短未來適應(yīng)化工環(huán)境之路的問題[1-4]?;ぴ韱卧僮黝H多,本文只介紹流體輸送綜合3D實(shí)訓(xùn)仿真在教學(xué)實(shí)踐中的優(yōu)點(diǎn)以及運(yùn)用深意。

        1 傳熱綜合3D實(shí)訓(xùn)仿真縮引

        利用系統(tǒng)模型對真實(shí)系統(tǒng)或設(shè)想系統(tǒng)的本質(zhì)和規(guī)律進(jìn)行研究、分析和實(shí)驗(yàn)的方法?;ぴ韺?shí)驗(yàn)教學(xué)中的仿真則是以真實(shí)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),在計(jì)算機(jī)上通過動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行單元操作步驟,通過互動(dòng)動(dòng)畫模擬在現(xiàn)場的真實(shí)操作,并產(chǎn)生和真實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣的操作結(jié)果[5]。

        2 傳熱綜合3D實(shí)訓(xùn)仿真目的和功能

        實(shí)訓(xùn)裝置能夠使學(xué)生掌握傳熱過程的基本原理和流程,學(xué)會傳熱過程的操作,了解操作參數(shù)對傳熱的影響,熟悉換熱器的結(jié)構(gòu)與布置情況,學(xué)會處理傳熱過程的不正常情況;同時(shí)了解不同種類換熱器的構(gòu)造,以空氣和水蒸汽為傳熱介質(zhì),可以測定不同種類換熱器的總傳熱系數(shù),研究用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)、科研中和化工生產(chǎn)中。通過對換熱器的實(shí)驗(yàn)研究,可以掌握總傳熱系數(shù)K的測定方法,加深對其概念和影響因素的理解;傳熱實(shí)訓(xùn)裝置能控制空氣以一定流量通過不同的換熱器(套管式換熱器、蛇形強(qiáng)化管式換熱器、列管式換熱器、螺旋板式換熱器)后溫度不低于規(guī)定值,應(yīng)選擇適宜的空氣流量和操作方式,并采取正確的操作方法,完成實(shí)訓(xùn)指標(biāo);傳熱實(shí)訓(xùn)裝置能夠培養(yǎng)學(xué)生安全操作、規(guī)范、環(huán)保、節(jié)能的生產(chǎn)意識以及嚴(yán)格遵守操作規(guī)程的職業(yè)道德。

        3 傳熱綜合3D實(shí)訓(xùn)仿真優(yōu)點(diǎn)

        傳熱綜合3D仿真與傳統(tǒng)傳熱2D仿真相比較,具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn):

        (1)興趣是最好的老師,所以3D在教學(xué)之中必須采用各種方法來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此仿真帶有游戲的特點(diǎn),使得學(xué)生興趣倍增。

        (2)3D仿真是一門“藝術(shù)與技術(shù)”相結(jié)合的課程是對于動(dòng)畫專業(yè)學(xué)生來說是相當(dāng)重要的課程[6]。

        (3)利用動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型實(shí)時(shí)模擬真實(shí)實(shí)訓(xùn)裝置操作現(xiàn)象和過程,通過3D仿真實(shí)訓(xùn)裝置交互式操作,產(chǎn)生和真實(shí)實(shí)訓(xùn)一致的實(shí)訓(xùn)現(xiàn)象和結(jié)果。每位學(xué)生都能親自動(dòng)手操作,觀察實(shí)訓(xùn)現(xiàn)象,記錄實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù),達(dá)到學(xué)習(xí)原理和操作流程的目的。能夠體現(xiàn)化工實(shí)訓(xùn)操作流程和數(shù)據(jù)梳理等基本實(shí)訓(xùn)過程,滿足工藝操作要求,能夠安全、長周期運(yùn)行。

        (4)3D仿真實(shí)訓(xùn)操作簡單,工藝流程現(xiàn)場直播,既具體形象又生動(dòng)逼真的3D仿真教學(xué),使學(xué)生產(chǎn)生身臨其境一般的體驗(yàn)與操作感受。

        (5)模擬成圖,模擬計(jì)算,模擬分析。

        4 3D綜合仿真透視與展望

        3D仿真--科技高速發(fā)展的產(chǎn)物,是建立在對動(dòng)畫基礎(chǔ)和影視語言全面的掌握以及良好的藝術(shù)修養(yǎng)和濃烈深厚的美術(shù)功底的基礎(chǔ)上,利用計(jì)算機(jī)的功能和精確計(jì)算繪圖能力,把化工理論知識體現(xiàn)的淋漓盡致。相信不久的將來,在實(shí)踐教學(xué)中對于3D將會特別的青睞。3D實(shí)訓(xùn)技術(shù)帶來的益處我們很期待,但還需面臨很多需要解決的問題。為了能夠提高教學(xué)質(zhì)量和有效的利用資源,更有效的培養(yǎng)高素質(zhì)技能應(yīng)用人才,將3D仿真盡快的融入實(shí)踐教學(xué)中。

        [1]李明田.淺談化工原理仿真實(shí)驗(yàn)在教學(xué)實(shí)踐中的研究[J].科技與教育,2007(454):70.

        [2]王娟,吳永和,段曄等.3D技術(shù)教育應(yīng)用創(chuàng)新透視[J].學(xué)術(shù)時(shí)空,2015(01):62-67.

        [3]李金云.淺談高校化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)——仿真實(shí)驗(yàn)[J].濰坊學(xué)院學(xué)報(bào),2002,2(02).

        [4]陳祖福.迎接知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代,轉(zhuǎn)變教育思想觀念,振興和創(chuàng)新高等教育[J].大學(xué)化學(xué),1999(01).

        [5]石智,隋國哲,姜澤鈺等.3D虛擬仿真技術(shù)在化工原理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].高師理科學(xué)刊,2015,35(10):96-98.

        [6]王秀娟.3D項(xiàng)目教學(xué)研究與實(shí)踐[J].改革探索,2012:239.

        10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.182

        董鵬(1986-),男,甘肅會寧人,博士,講師、教師,研究方向:化學(xué)工程。

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