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1过程装备—21世纪高新技术的重要工具2过程装备—21世纪高新技术的重要工具1.概述2.过程装备的学科范围、地位、与关系3.过程装备发展的推动力4.过程装备发展的方向5.过程装备的趋势和前沿6.结束语31.概述1.1过程装备的由来古代的炼丹术士们通过炼金炼丹的研磨、蒸馏、升华、结晶、测定等技术操作，积累了金属的置换、物质的化合、分解、氧化、还原等化学反应方面的知识。41.概述1.1过程装备的由来但是化学，走出化学家的实验室，与工程结合，还是这一百多年以来的事。51.概述1.1过程装备的由来英国人帕金，于1856年发现了苯胺染料，并实现了工业化的生产。法国化学家拜特洛对有机化合物的合成进行过系统研究，于1856年合成了甲烷，1858年合成了甲醇，1859年合成了乙炔，1866年从乙炔合成了苯，进入了合成化学的年代。61.概述1.1过程装备的由来合成氨的发明者，德国化学家哈柏，从1906年开始研究用高温高压法合成氨，1909年从实验室得到了一百克的合成氨后，德国化学家博希和伯杰亚斯共同发展了哈柏的方法，使它能用于工业生产，开创了化学工业。71.概述1.1过程装备的由来在化学工业诞生和发展的同时，也诞生和发展了一个与之相伴，密不可分的专业和技术－化工机械。81.概述1.1过程装备的由来我校前身贵州工学院（后更名为贵州工业大学）于1984年设立化工设备与机械专业，归属于化学工程系。1998年全国专业大调整，原“化工设备与机械”专业更名为“过程装备与控制工程”专业，我校亦做了相应调整。我校化学与化工学院（前身为化学工程系）下设系、专业：化工系（化学工程与工艺、无机非金属材料工程、过程装备与控制工程），生工系（生物工程、食品工程、药物制剂），化学系（化学、应用化学、材料化学）9我国的“过程装备与控制工程”的前身是“化工机械”。它成立于二十世纪五十年代初期。。1951年大连工学院首先成立“化学生产机器与设备”专业。1952年全国大学院系大调整，天津大学、浙江大学、华东化工学院、华南工学院、成都工学院、杭州化工学校(中专班)等，成立“化学生产机器与设备”专业，简称为化机专业。1.概述1.2化工机械专业的发展历史810化工学院中一般都设有化工机械系，例如：华东化工学院在1952年建校初期的三个系为无机工业系、有机工业系和化工机械系。化工机械系中设有化机专业。在1957年增设了化学工程学专业。1958年又增设了化工机械制造和化工自动控制两个专业。在恢复研究生招生后，华东化工学院和浙江大学的化工机械专业成为全国首批硕士点和博士点，定名为化工过程机械专业。1.概述1.2化工机械专业的发展历史811按照英美国家的化工系一般分成两个专门化方向：一部分搞工艺，一部分搞设备。当时按照苏联的模式，化工与机械并重。既要读机械系的机械，又要读化工系的化工。专业课读化工设备，但是其中化工机器的内容较少。因为苏联有两个专业：化工机械和机械设计制造。1.概述1.2化工机械专业的发展历史8121954年，请来了苏联专家杜马什涅夫，在大连工学院讲学。杜马什涅夫(ДОЦЕНТ)是莫斯科化工机械学院副教授。全国各校选派了12位教师和10位研究生去进修，重新修订教学计划。进修班人员认为不能盲目照抄苏联课程。他们考察了大连、吉林等地的苏联援建项目。由大连工学院出面，召集了天津大学、浙江大学、华东化工学院等校教师与杜马一起制定我国第一份化工机械的教学计划。1.概述1.2化工机械专业的发展历史813高等院校的专业设置，五十年代学习苏联，设置了一千多个专业。教育部从1998年开始，合并为500个专业。2000年合并为250个专业。戴帽的机械专业一律取消：如：轻工机械、纺织机械、食品机械等。金相热处理、焊接等专业均归入机械专业。1.概述1.2化工机械专业的发展历史814唯一例外：化工机械由于其重要性，更名为“过程装备与控制工程”，归入机械学科。机械学科下设置五个教学指导委员会：机械设计制造及其自动化专业教学指导分委员材料成型及控制工程专业教学指导分委员会工业设计专业教学指导分委员会过程装备及控制工程教学指导分委员会机械基础课程教学指导分委员会1.概述1.2化工机械专业的发展历史915研究生教育归入“动力工程与工程热物理”学科，下设“化工过程机械”。“化工机械”拓宽为“过程装备”，体现了时代的要求，形势的要求，社会的要求。1.概述1.2化工机械专业的发展历史1016培养的化工机械毕业生要做什么工作？当时的思路是化工厂需要大量能够从事化工设备运转的工程技术人员，包括设备的采购、安装、维护、及零配件管理等方面的工作。主要是应该有一定的设计能力。从教学角度大学不宜教运转、维修，应该教设计，教原理和原则。设备与机器的关系是以设备为主，以机器为辅。因为设备是非定型的，需要设计，而机器是定型的只要会选用就行。1.概述1.3化工机械专业的培养目标1017容器、塔器、换热器、反应器等属于设备，机器有干燥机、离心机、破碎机、过滤机等。后来把破碎机去除了，把它们归到了矿山机械中去。学生的毕业设计主要做蒸馏塔、吸收塔等的设计。杜马认为这是符合中国实际的。1.概述1.3化工机械专业的培养目标1018化机专业的第一轮教学计划，从1954年到1955年酝酿，到1956年形成，矛盾很多，化工的味道很重。大家认为化工原理一点不能少，有人认为分量上还要超过化工类专业。1.概述1.3化工机械专业的培养目标1019从1952年专业调整以来，化工专业有两种类型：工艺类和机械类。工艺类专业化学读得很多，而机械课程不多。化工厂从中试到投产，化工问题谁来管？很多人认为要由化机专业来管。从管道设计到进料、出料等。1.概述1.3化工机械专业的培养目标10201956年教育部与各部委联合成立了教材编审委员会，要编自己的教材。同时，教育部在北京石油学院等院校又增加了一批化机专业。这样全国的化机专业已增加到十几所院校。1.概述1.3化工机械专业的培养目标1021教材编审委员会第一件事是编写教学计划。化机专业存在着三大矛盾：?化工机械，究竟是化工还是机械？?设备与机器，究竟以设备为主，还是以机器为主？?设计与制造中，究竟是以设计为主，还是以制造、安装、维修为主？1.概述1.3化工机械专业的培养目标1022当时大多数人认为，教学以设计为主，但是培养目标是为企业培养运行和维修工程师。在化机专业的培养目标中是不包括化机制造的。58年苏联专家撤离后，认识到要有中国特色。当时有好几所高校都建立了化工机械制造专业。到1962年调整时又取消了。因为胃口太大，铸、锻、焊都有，样样齐全，但是样样都不精，后来自生自灭了。1.概述1.3化工机械专业的培养目标1023但是始终有人认为，这个专业是“化而不机”，化懂得多，机懂得少，理论力学、材料力学、机械原理、机械零件参照机械类，而化工原理、物理化学等照化工类，学生负担很重，机械类也看不起，这算什么机械专业？但是学生需求却是大幅度上升。当时的化工部说，我们要化机专业的人才，为什么？因为化工部要不到学机械的毕业生。要培养化工系统自己的机械工程师。1.概述1.3化工机械专业的培养目标102480年代初重建化机专业教学指导委员会时，许多学校已开始招收化机专业硕士生。当初懂化工的化学工程专业已经成为很大的专业。化机专业要加强机械，教育内容要现代化。专业课内容大膨胀。压力容器、化工设备、化工机器及化机制造，这四门课独立设课。又增加了断裂力学、有限元分析等课，进一步削弱了化工、加强了机械，内容现代化。1.概述1.3化工机械专业的培养目标1025专业课程大膨胀，如：压缩机从原来18学时增加到80学时。学生的负担越来越重。后来课程稍微削去了一些。为了保住这个专业，加了自动控制及仪表。80年代以来，化机专业学生的出路一直很好。但是招生的生源，在不同地区有很大差别。大城市的生源不好，而地方高校的生源很好。1.概述1.3化工机械专业的培养目标1026在教学内容中，乙烯车间是很典型的例子。它有很多中压容器。而高压容器并不多。从乙烯裂解炉起，分离、精制，乙烷塔、乙烯塔、丙烷塔等等，乙烯车间怎样管理？各部分仪表控制中，机械师如何判断问题在哪里？车间里机泵不少，很多还是计算机智能化控制。重点还是车间机械师，维护日常运行、备件管理。1.概述1.3化工机械专业的培养目标1027他们的知识面要广，但不一定要很深。既要面对当前的化工厂继续运行，又要面对现代化的计算机智能化控制，课程设置要改动，专业课要削弱，课程体系要加以改造。以前曾统计过化工厂，工艺师与机械师的比例为1：4。工艺不会经常变，而设备问题很多，每年要换零配件。化工厂的运行，机械师的任务比工艺师多。1.概述1.3化工机械专业的培养目标1028当时的问题是，懂压缩机的人不懂编程，懂编程的人不懂压缩机，懂自动控制和仪表的人不懂化学反应。企业需要既懂工艺又懂设备和控制的复合型人才。这一要求就历史性地落在化工机械专业的身上。1.概述1.3化工机械专业的培养目标1029九十年代末期，我国经历了建国以来最大规模的专业调整。从一千多个专业，合并成五百多个专业，又从五百多个专业，减少为二百五十个专业。1.概述1.3化工机械专业的培养目标1030在这次规模巨大的专业调整中，化工部化工机械教学指导委员会做了巨大的工作。在广泛调查研讨的基础上，分析了国内外化工类和机械类高等教育的现状、存在问题和未来的发展，向教育部提出了把原“化工设备与机械”本科专业改造建设为“过程装备与控制工程”本科专业的总体设想和专业发展规划建议书，于1998年3月获得教育部的正式批准。1.概述1.3化工机械专业的培养目标1031在新的专业目录中，更名为“过程装备与控制工程”专业，归入机械学科教学指导委员会。教育部在2001年第11号文件“教育部关于成立2001－2005年教育部高等学校有关科类教学指导委员会的通知”中，成立29个教学指导委员会。1.概述1.3化工机械专业的培养目标1032其中在机械学科教学指导委员会中，成立以下五个教学指导分委员会：机械设计制造及其自动化专业指导分委员会；材料成型及控制工程教学指导分委员会；工业设计教学指导分委员会；过程装备与控制工程专业教学指导分委员会；机械基础课程教学指导分委员会。1.概述1.3化工机械专业的培养目标1033这样就在最大规模的专业调整中，保留了化机专业的地位。把它拓宽为“过程装备与控制工程”，为化工机械专业开辟了更加美好的前程。化机专业为新中国的化工、石油化工和相关流程工业的发展壮大建立了不可磨灭的功绩，今后国家更需要大量过程装备方面的高级人才。1.概述1.3化工机械专业的培养目标10341.概述1.4过程装备与控制工程的专业内涵化工过程机械什么叫过程装备？它包含哪些内容？对人才的要求是什么？扩展为“过程装备”11“化工过程机械”，扩展为“过程装备”，它包括：35121.概述1.4基本工业过程1.流体动力过程:(Fluiddynamicalprocess)遵循流体力学规律的过程。它涉及泵、压缩机、风机、管道和阀门等。36121.概述1.4基本工业过程2.热量传递过程:(Heattransferprocess)遵循传热学规律的过程。它涉及热量交换过程及设备，即：换热器，热交换器等。37121.概述1.4基本工业过程3.质量传递过程:(Masstransferprocess)遵循传质诸规律的过程。它涉及有关干燥,蒸馏,浓缩,萃取等传质过程及装备。38121.概述1.4基本工业过程遵循动量传递及固体力学诸规律的过程。它涉及固体物料的输送、粉碎、造粒等过程及设备。4.动量传递过程:(Momentumtransferprocess)39121.概述1.4基本工业过程遵循热力学诸规律的过程。它涉及燃烧、冷冻,深度冷冻,空气分离等过程及设备。5.热力学过程:(Thermodynamicprocess)40121.概述1.4基本工业过程遵循化学反应诸规律的过程。它涉及化学反应，如：合成、分解等过程及设备。6.化学过程:(Chemicalprocess)412.过程装备的学科