《現代化工仿真實習指導》內容包括化工實驗室安全虛擬現實3D仿真、化工原理CEST虛擬現實3D仿真、CSTS虛擬現實3D仿真和典型化工產品生產工藝3D虛擬現實仿真四部分。各部分包括：工作原理、工藝流程、主要設備、調節器、顯示儀表及現場閥說明、操作規程、事故處理和思考題。虛擬現實3D仿真技術將化學工程與工藝專業必須掌握的化工實驗室安全技術、典型化工原理實驗、化工操作及產品生產開發成一繫列具有更強環境真實感、操作靈活性和獨立自主性的軟件，為專業技能訓練提供了一個既相對真實又可自主發揮的安全便捷的實習平臺。



《現代化工仿真實習指導》可作為應用型本科院校化工、醫藥、輕工等專業學生的化工仿真指導教材，也可以作為企業人員技能培訓、崗位培訓的教材。

主要教學經歷



1979-1983 華東化工學院分院。石油化工專業學習。







主要教學、科學研究、實踐經歷



1983年至1997年在上海化學試劑總廠從事生產、科研和管理工作。



1997年至今在上海應用技術學院從事“化學工藝學”、“化工設計”、“生產實習”和“化工測繪”等課程教學工作。

第1章  化工實驗室安全虛擬現實3D仿真1



1.1概述1



1.2化工實驗室安全虛擬現實3D仿真操作規程及界面功能說明2



1.2.1個人防護安全3D仿真2



1.2.2安全常識操作3D仿真10



1.2.3化學品灑出事故處理3D仿真14



1.2.4實驗室火災事故處理3D仿真19



1.2.5停水停電故障處理3D仿真22



1.2.6水銀洩漏事故處理3D仿真26







第2章  化工原理CEST虛擬現實3D仿真30



2.1流體流動阻力繫數測定實驗3D仿真30



2.1.1實驗目的30



2.1.2實驗原理30



2.1.3軟件運行界面32



2.1.4仿真實驗步驟33



2.1.5實驗結果及分析34



2.1.6思考題34



2.2離心泵特性曲線測定實驗3D仿真35



2.2.1實驗目的35



2.2.2實驗原理35



2.2.3軟件運行界面36



2.2.4仿真實驗步驟37



2.2.5實驗結果及分析38



2.2.6思考題39



2.3恆壓過濾實驗3D仿真39



2.3.1實驗目的39



2.3.2實驗原理39



2.3.3軟件運行界面40



2.3.4仿真實驗步驟41



2.3.5實驗結果及分析42



2.3.6思考題43



2.4蒸汽-空氣繫統傳熱實驗3D仿真43



2.4.1實驗目的43



2.4.2實驗原理43



2.4.3軟件運行界面46



2.4.4仿真實驗步驟46



2.4.5實驗結果及分析48



2.4.6思考題48



2.5精餾實驗3D仿真48



2.5.1實驗目的48



2.5.2實驗原理49



2.5.3軟件運行界面51



2.5.4仿真實驗步驟52



2.5.5實驗結果及分析53



2.5.6思考題53



2.6二氧化碳-水吸收實驗3D仿真54



2.6.1實驗目的54



2.6.2實驗原理54



2.6.3軟件運行界面57



2.6.4仿真實驗步驟58



2.6.5實驗結果及分析60



2.6.6思考題60



2.7萃取塔實驗3D仿真60



2.7.1實驗目的60



2.7.2實驗原理60



2.7.3軟件運行界面61



2.7.4仿真實驗步驟62



2.7.5實驗結果及分析64



2.7.6思考題64



2.8干燥特性曲線測定3D仿真64



2.8.1實驗目的64



2.8.2實驗原理64



2.8.3軟件運行界面65



2.8.4仿真實驗步驟66



2.8.5實驗結果及分析68



2.8.6思考題68







第3章  CSTS虛擬現實3D仿真69



3.1固定床反應器工藝3D仿真69



3.1.1工藝簡介69



3.1.復雜控制回路說明69



3.1.3設備一覽71



3.1.4操作規程71



3.1.5事故設置一覽73



3.1.6思考題74



3.2管式加3D仿真77



3.2.1工藝簡介77



3.2.操作規程79



3.2.3復雜控制繫統和聯鎖繫統82



3.2.4儀表及報警82



3.2.5事故設置一覽83



3.2.6思考題85



3.3間歇釜3D仿真85



3.3.1工藝簡介85



3.3.2設備一覽87



3.3.3間歇反操作規程87



3.3.4儀表及報警89



3.3.5事故設置一覽89



3.3.6思考題90



3.4吸收-解吸工藝3D仿真91



3.4.1工藝簡介91



3.4.復雜控制方案說明93



3.4.3設備一覽93



3.4.4操作規程93



3.4.5事故設置一覽97



3.4.6思考題99



3.5精3D仿真105



3.5.1工藝簡介105



3.5.復雜控制方案說明106



3.5.3設備一覽107



3.5.4操作規程107



3.5.5事故設置一覽109



3.5.6思考題111



3.6軟件介紹111



3.6.1啟動方式111



3.6.2軟件運行界面112



3.6.33D場景仿真繫統介紹112







第4章  典型化工產品生產工藝3D虛擬現實仿真118



4.1合成氨工藝3D虛擬現實仿真118



4.1.1工藝原理118



4.1.2工藝流程敘述119



4.1.3設備概況121



4.1.4軟件操作124



4.1.53D場景仿真繫統介紹125



4.1.6操作步驟131



4.1.7思考題133



4.2常減壓煉油裝置3D仿真實習繫統133



4.2.1常減壓煉油裝置生產工藝134



4.2.2常減壓煉油裝置操作規程143



4.2.3常減壓裝置模型簡介153



4.2.4思考題154







參考文獻155

根據應用型本科生的工程能力培養要求，我們在上海市2016年應用型本科試點——化學工程與工藝專業建設項目的資助下，從現代化工仿真實習的教學要求出發，結合我校幾十年來在仿真教學中的經驗和體會，特別是虛擬現實技術目前在仿真領域中廣泛應用後，我們在仿真教學中引進了化工虛擬現實技術，使仿真操作畫面具有更強環境真實感、操作靈活性和獨立自主性，為學生的實習提供了一個自主發揮的實踐平臺。



虛擬現實技術是近年來出現的高新技術，也稱靈境技術或人工環境。虛擬現實是利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關於視覺、聽覺等感官的模擬，讓使用者如同身臨其境，可以及時、沒有限制地觀察三維空間內的事物。



虛擬現實技術的應用正對學生的實踐教學活動進行著一場前所未有的革命。虛擬現實技術的引入，將使學校的實訓手段發生質的飛躍，更加符合“能實不虛，虛實結合”的實習指導思想。虛擬現實技術應用於實訓領域是教育技術發展的一個飛躍。它營造了“自主學習”的環境，由傳統的“以教促學”的學習方式轉變為學習者通過自身與信息環境的相互作用來獲取知識、技能的新型學習方式。



化工虛擬現實技術已經被世界上越來越多的大學廣泛地應用到實訓當中，對學校提高教學效率和為學生解決復雜工程問題起到了重要作用。利用化工虛擬現實技術建立起來的虛擬實訓基地，其“設備”與“部件”都是虛擬的，可以根據教學需要隨時生成新的設備和更新培訓內容，使實訓及時跟上化工生產技術的發展。



現代化工仿真教學利用虛擬現實的交互性，使學生能夠在虛擬的學習環境中扮演一個角色，全身心地投入學習環境中去，為學生的技能訓練提供了一個相對真實的實習環境。虛擬的訓練繫統無任何危險，具有極低的運行成本，學生可以反復安全地在“虛擬裝置”上開展各種探索性練習，直至達到整個實訓目的為止。虛擬的訓練繫統也為培養學生的創新能力提供了一個安全便捷的實踐驗證平臺。



《現代化工仿真實習指導》按化工實踐教學的順序分化工實驗室安全虛擬現實3D仿真、化工原理CEST虛擬現實3D仿真、CSTS虛擬現實3D仿真和典型化工產品生產工藝3D虛擬現實仿真四部分內容對化工虛擬現實技術進行介紹。



本書由高峰和顧靜芳擔任主編，由陳桂娥擔任主審。此外，本書在編寫過程中得到了有關老師、北方仿真軟件技術有限公司和北京歐倍爾軟件技術開發有限公司的大力支持和熱情幫助，在此一並表示衷心感謝。



本書的出版得到了上海市2016年應用型本科試點——化學工程與工藝專業建設項目的資助，在此表示感謝。



由於編者自身的知識水平和認識水平有限，書中不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正。







編者



2018年9月



於上海應用技術大學