时间：2023-08-16 17:29:20
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学反应工程总结，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
化学反应工程是被教育部颁发的《目录》确定的宽口径化学工程与工艺专业的四门主干课程之一，也是涉及研究过程工业(即通过化学变化或物理-化学变化制造产品的工业，包括化工、石油、冶金、材料、轻工、医药、生化、食品、建材、军工、环境等) 中生产过程、生产装置、工艺技术规律的诸多专业重要的必修或选修的技术类或技术基础课程[1]。化学反应工程既包含化学现象，又包含物理现象，是一门综合性强、涉及基础知识面广、对数学要求高的专业技术学科，学生在学习时普遍感到理论抽象、计算繁琐，不少学生认为化学反应工程课程是大学中最难学习的课程之一。又加之我校为一所地方性本科院校，学生的基础知识并不扎实，实验和实习条件有限，因此，如何在较短的课时数内使学生能够系统地掌握本课程主要内容，培养学生的工程观念和创新能力，成为我校化学反应工程教学改革的重点。基于此，我们在传统教学方式的基础上，进行教学改革，引入师生互动教学模式，并取得了一些进展。
1 化学反应工程的主要内容和作用
化学反应工程是化工类专业的一门专业主干课程、核心课程，涉及物理化学、化工热力学、化工传递过程、优化与控制等。主要研究工业规模化学反应过程的优化设计与控制。该课程对于培养学生的工程意识、强化工程分析能力具有十分重要的作用[2]。本课程的基本内容包括反应动力学和反应器设计与分析两个方面，重点是介绍气——固相催化反应本征动力学、气——固相催化反应宏观动力学、理想流动反应器、反应器中的混合及对反应的影响、气液反应及反应器和流——固相非催化反应等基本理论。目的是使学生掌握研究工业规模化学反应器中化学反应宏观动力学的基本方法和基本原理，具备进行反应器结构设计、最优操作条件的确定和最佳工况的分析控制、过程的开发研究和模拟放大的基本能力。
2 化学反应工程教学现状与存在的主要问题
传统的化学反应工程教学方式单一，主要是教师在讲台上讲，学生台下听。课堂教学不具有主体性、创造性、全面性、发展性的行为，其不足之处有以下几方面：灌输式过多，参与式过少。教师的启发式与学生的参与体现得不够，学生被动听课，课堂气氛大多比较沉闷。结论型过多，问题型过少。教师教给学生的都是定论，启发学生思考问题、提出问题不够，学生的问题意识和提出问题、研究问题的能力较弱，授课效果不佳。现代教学理论认为，教学是一个双边互动的过程。在这一过程中，教师是主导，学生是主体，任何一方的作用都不能忽视[3-4]。所以我们在化学反应工程的教学中，根据地方院校的特点引入了师生互动教学法。
3 互动式教学法在化学反应工程教学中的运用
互动式教学是指在教师的指导下，利用合适的教学选材，通过教与学双方交流、沟通，激发教学双方的主动性，拓展学生思维，培养学生发现问题、解决问题的能力，以达到提高教学效果的一种教学模式[5]。这种教学模式需要营造多边互动的教学环境，在教学双方平等交流探讨的过程中，达到不同观点碰撞交融，进而激发教学双方的主动性和探索性，从而提高教学效果。互动式教学常用的方式有多种，本教学改革选择问题教学法、案例教学法、上课提问、课后互动多种方法进行教学，由传统的讲授式转向讲授与提问、讨论相结合的教师与学生双向交流的启发式教学。在教改过程中，我们充分发挥互动式教学法的优势，努力寻找互动式教学与化学反应工程教学的最佳结合点，促进了化学反应工程教学的开展。
3.1问题教学法与案例教学
问题教学法是指围绕问题展开教学双方互动。一般为：提出问题—思考讨论问题—寻找答案—归纳总结。比如，在讲授多级cstr串联的计算及优化时采用此教学方法。首先提出两个问题，第一个问题是分析多级cstr串联的必要性，第二个问题是如何求串联体系的转化率。然后引导学生根据平推流和全混流反应器的优缺点和两种理想流动反应器数学模型的建立方法进行思考、讨论；进而利用已学知识点寻找答案，教师最后归纳总结。在讲授反应器中的混合及对反应的影响这章时，充分利用案例教学。案例教学一般程序为案例解说—尝试解决—设置悬念—理论学习—剖析方案。在这一章中利用案例教学，启发学生学会根据所测得的停留时间分布情况，利用非理想流动模型解决实际工业生产中的操作型和设计型问题。
3.2加强课堂提问
公斤级研发装置作为化学制药合成从实验室到中试放大车间的过渡性的研发设施，在国内的医药工程项目设计中较少涉及，其设计具有较难界定防火防爆区域等级，无法采取标准工厂或实验室的通风排风方式，以及缺乏国内供应商成套提供化学反应单元一体化解决方案等问题。此篇文章从防火防爆区域的、通风排风方案的确定、公用工程配套、化学反应单元设计等四个方面系统地阐述了我们在设计此类装置时的设计思路和解决前面提到的一般问题的解决办法。
关键词
公斤级研发实验室、公斤级研发车间、防火防爆区域划分、步入式通风橱、移动式加热冷却单元、硼硅玻璃反应器、搪玻璃反应器、公斤级化学反应单元、PLC自动控制系统、隔爆型现场人机操作界面（HMI）
本人在参与苏州诺华制药项目设计过程中, 作为工艺专业负责人参与公斤级研发生产装置设计,该装置位于中试车间南面,和中试车间呈平行排列。该装置分为南北两部分,南侧的小型研发放大化学实验室面积约90m2,主要工艺设备有4套公斤级化学反应单元,容积从10L到20L,一套20L萃取反应釜;北侧的研发型生产区域面积约135m2,也有4套公斤级化学反应单元从30L到100L不等,一套20Kg当量有机化学凝胶层析分离单元,一套150L萃取反应釜和一套烘箱。该公斤级研发生产装置用于对实验室开发的有机化学合成工艺进行小型放大试验,为更大规模的研发生产论证工艺条件。
下面我将通过对防爆区域划分, 通风排风方案, 公用工程配套和小型化学反应单元设计这几个重要方面展开详细论述,对公斤级研发生产装置的设计解决方案进行探讨和总结。
(1)防火防爆区域的划分
根据国家建筑设计防火规范(GB50016-2006)和爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范(GB50058-1992)的规定,对工业生产装置中存放,使用或生产甲,乙,丙类溶剂,并且使用量大于100L,按有爆炸性危险的区域设计,在反应体积通常超过1000L的中试车间的设计中,这点毫无异议。但是放到公斤级生产研发实验室却容易引发争议。首先是对该区域功能的定义, 一种观点认为该装置应界定为研发类实验室,并按照实验室样式予以设计,建筑总体应按丙类防火标准设计,局部按甲类防火标准设计;并为非爆炸危险环境。而另一种观点认为该区域应界定为研发型生产装置,应参照中试车间予以设计,也即整体生产区域按建筑防火标准按甲类设计,并为气体危险爆炸环境,根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间划分为2区。在通过我们设计团队的内部讨论以及和业主的进一步澄清, 我们最终采用了南侧的实验室总体定义为研发实验区域并按建筑乙类防火标准设计 ,并整体划定为非爆炸危险区域, 局部(反应单元)按照防爆2区环境设计;北侧的实验室总体定义为研发型生产区域,建筑按甲类防火标准设计,并整体划定为爆炸危险区域2区,通过缓冲气闸室和隔爆墙与非防爆区域分割。 采用以上设计方案的理由如下:(1)南侧的实验室虽然使用甲,乙,丙类溶剂作为反应原料,但实际使用量较小(信息由业主提供),未达到建筑建筑设计规范规定的下限。 (2)北侧研发型生产区域不仅使用甲类溶剂作为反应原料,而且使用量超过建筑设计规范规定的下限。 (3)从将来运行模式看,南侧的实验室更贴近于对从研发实验室拿到的有机化学合成工艺进行小型放大;而北侧研发型生产区域侧重于为有机化学合成工艺的中试放大做前期优化。
(2)通风排风方案的确定
这里我着重谈一下其通风和排风方案的设计,对制冷加热的空调部分予以省略。在解决了防火防爆区域的划分的问题后,我们开始考虑通风排风方案,然而我们首先遇到的问题是虽然南侧的实验室按照非爆炸危险区域设计,但使用易燃易爆溶剂却是一个不容回避的问题,需要妥善处理;再加上在将来的实际操作上,有一些敞开式的投料操作,更加大了溶剂爆炸的危险,在和我们暖通工程师讨论了多个方案后我们最终确定了步入式通风橱的方案,以达到将有潜在爆炸危险的区域和非爆炸危险区域分割,方案具体是这样的:我们将所有主反应单元和有敞口操作的分离设备置于步入式通风橱内,该类步入式通风橱宛如一个封闭式电话亭,可以容纳一整套化学反应单元和一个操作人员,在正常反应时步入式通风橱玻璃门关闭,室内的送风通过玻璃门上下的隔栅流入通风橱内,然后通过顶部的排风口排出,并接入屋顶的防爆排风机组,通风橱内外始终保持着一定压差（约50Pa）和面风速(约0.5m/s)使得内部的反应单元即使发生泄漏,爆炸性气体也不会扩散到通风橱外,危害周围环境。在进行一些敞口操作时,操作人员在佩戴防护装备的情况下进入通风橱,由于有足够风量的保证,通风橱玻璃门可以在打开一定缝隙的情况下操作,而同样保证0.5m/s的安全面风速。由于实际上我们将通风橱内部的环境作为一种潜在有爆炸性危险的区域,我们对其内部的照明设备和插座均按照电气防爆规范的2区T4及以上标准设计,确保消除爆炸形成的潜在触发条件。在选定了这样的通风设备后,能耗成为了另一个需要考虑的问题。由于步入式通风橱在外形尺寸上比传统的台面式通风橱大很多,但在面风速和内外压差却有着几乎相同的要求,所以需要的送风量很大,就拿一个容纳20L的化学反应单元的通风橱为例,需要的风量大约2200m3/h,是普通台面式通风橱(约1500m3/h)的1.5倍,这样来看长期运行能耗很大,为了更好地节能,我们和业主进行了沟通,并了解到由于生产负荷的波动,全年中有一定的时间某些通风橱会处于闲置状态,可以不使用。我会同暖通工程师,对南侧的实验室设计了多档可调送风模式, 操作人员可以通过调节档位对送风机组的负荷进行调节,同可以手动关闭处于闲置状态通风橱的排风阀,从而在低生产负荷时节约能源。
(3) 化学反应单元设计
化学反应单元是一整套安装在同一个金属框架内的,一体化,带现场自动控制的小型化学工艺反应系统,和生产装置中的反应釜系统相似配备有加料釜,主反应釜,收集罐,冷凝器,压力和真空系统等。就像前面提到过的这样一整套化学反应单元除50L容积以上的主反应釜以外, 其余部分都由硼硅玻璃制成。 在设计上,通常的原则是将此类化学反应单元作为成套设备处理。 但通过调查,国际上只有少数如瑞士,英国,德国等国家能够提供此类成套设备, 而且价格昂贵;国内更是没有一家厂家能够直接按照业主要求设计,制造和调试此类反应单元。 最终我们采用了最后被认为十分行之有效的方式:
(1) 由业主提出工艺要求和自动控制程度要求。
(2) 由我们设计团队主导设计, 开发流程图 ,编写设备采购技术规格书, 仪表选型技术规格书和自动控制功能要求。
(3) 通过技术考察的方式确定个了一家具有一定的技术开发和设备成套能力国内著名的工业硼硅玻璃制造厂家, 作为成套设备供应商。
(4) 设计团队会同成套设备供应商讨论和验证设计团队提出技术方案的可行性。在双方就技术达成一致的前提下, 由供应商绘制设备整体布置草图和部件图, 并提交我们和业主审核。在审核完成后, 由厂家采购设备材料, 仪表和电气设备, 并制造和组装一套化学反应单元样品供设计团队和业主验收, 以便双方提出进一步细节修改意见, 从而完善后续的化学反应单元成品。 在样品验收通过后, 厂家组织制造和组装化学反应单元成品, 完成后由设计人员和业主验收合格后,运到现场进行进一步安装就位。
(5) 通过技术询价的方式确定自动控制系统提供商,确定硬件配置和系统组织, 会同提供商编程工程师开发控制系统程序。在编程结束后, 对控制系统软件和硬件进行工厂接收测试(FAT)和现场接受测试(SAT),直至完成现场控制系统调试。
在化学反应单元设计,安装和调试过程中,业主,设计人员和厂家紧密合作,较为顺利地解决了该成套设备的国产化问题,为用户节约了购买进口设备的开支。
总结
虽然公斤级研发生产装置只是一个小型的装置, 但在从以上论述的几个方面可以看出其不同于普通生产车间或研发实验室的特点,它结合了很多生产车间或研发实验室的特征。我认为设计的关键在于理解用户的需求, 客观地分析实际情况和潜在的风险, 量身打造合适的设计方案, 而非用生产车间或实验室的模式生搬硬套。以上是我对公斤级研发生产装置设计的论述和总结,希望可以供相关设计人员参考。
参考书目
国家建筑设计防火规范(GB50016-2006)
爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范(GB50058-1992)
工业金属管道设计规范 (GB50316-2000)
殷金玲 景晓燕 王君 哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院
基金项目：哈尔滨工程大学基础课程教学改革研究计划建设项目002100020632。
摘要：针对面向非化学化工专业学生开设的普通化学教学中存在的问题，通过重点利用学生所学专业与普通化学的结合点，配合
一定的其他的课堂教学方式来激发学生学习普通化学的积极性。
关键词：普通化学；专业；交叉性
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号
一、普通化学教学中存在的最大问题的分析
目前许多大学里的普通化学基本上都是面向非化学化工专
业的学生开设的，大部分学生认为化学与自己将来的专业和就业
没有什么关系，在某种程度上致使很多学生是在被动的学习普通
化学，主要就是为了考试能够通过或者取得高分为自己的奖学金
的获得做个准备而已，而这种被动就造成了学生的学习积极性大
大降低。那么如何提高非化学化工专业学生学习普通化学的学习
兴趣就成了许多普通化学教师面临的最大问题。
二、针对学生专业与普通化学的交叉性方面采取的措施
1.了解学生所学专业
每位普通化学教师在接到教学任务后都需要首先整体了解
一下授课对象是那个系的？学哪个专业的？这样才能有的放矢，
为下一步工作做好准备。
2.深入调查收集整理学生所学专业的特点和培养目标及往年
就业去向
在了解了授课对象的所在院系和所学专业后就需要针对其
专业等信息开始进行下一步的调查工作，以我校学生所学专业为
例，比如船舶与海洋工程专业，其专业培养目标是培养船舶与海
洋工程结构物研发、设计、建造、检验、管理、教育等高层次专
门人才。该专业毕业生主要就业去向是到与船舶和海洋工程有关
的公司及国家各部委机关，以及沿海、沿江各船舶设计院、研究
所和造船骨干企业工作。再比如：核工程与核技术专业的专业培
养目标是培养能在相关领域从事核工程与核技术研究、设计、生
产、运行和管理的专门人才。就业去向主要是一些国内的核电站
和核工业的研究院。还比如：环境专业的专业培养目标是培养能
从事废水、废气、固体废弃物等污染物的防治技术研究、设计、
应用和开发工作的高级工程技术人才。本专业毕业生就业面较
广，对于我校毕业生相对集中的就业单位有各大船厂，沿海各大
型企业的水处理公司，建筑设计院等。
3.针对收集的信息寻找与普通化学授课内容相关的交叉点，
并灵活应用于课堂教学中
针对船舶与海洋工程专业的学生我们在讲电化学基础这一
章节的内容时首先就提出一个问题：大家的专业都与船舶有关，
而我们知道船体相当一部分与海水接触，海水对船体的钢铁具有
较强的腐蚀性。那么这种腐蚀在化学上属于哪种腐蚀呢？如何在
实际中采用什么样的方法来防止或降低这种腐蚀呢？这个问题
直接与他们的专业相关了，学生自然兴趣就提上来了。然后在讲
金属的腐蚀时，让学生们知道这种腐蚀是电化学腐蚀，而针对这
种腐蚀常采用的方法有：阴极保护法（又包括牺牲阳极保护法和
外加电流阴极保护法），阳极保护法，缓蚀剂法，金属表面覆盖
层等方法。有时大家去船厂会发现在船下面挂着一个铝块或者锌
块之类的东西，这是应用了哪种方法呢？还有时会看到许多工人
在船体表面进行涂装，这又是应用了哪种方法？在这些学生感兴
趣的问题的引导下让学生由被动学习变为主动学习。
针对核工程与核技术专业的学生在第一堂绪论课中就可以
给他们举一个和他们专业密切相关也是他们这个专业非常在意
的一件事：切尔诺贝利核事故。他们可能在选择这个专业时已有
耳闻这个核泄漏事故，但是对于这起事故的真正起因未必知道。
而这起事故的真正原因不是核爆炸，而是一种化学反应酿成了重
大的损失。然后给学生介绍这次事故的前因后果：在进行4 号反
应堆电能功率安全测试的过程中，操作人员有意切断了通向核心
区域的冷却水流，当然这个操作是测试的一部分，而且操作人员
在反应堆中留下的控制棒数目不够，蒸汽压很低又难以提供冷却
剂。这一系列的操作致使整个反应堆功率剧增，产生巨大的热量，
烧塌了燃料芯堆，而释放出的灼热的放射性核燃料颗粒与用作冷
却剂的水接触发生爆炸。这个过程中反应堆中用来使中子减速的
石墨起火燃烧，流到着火的石墨上的水又与石墨发生化学反应产
生氢气，氢气和空气中的氧气发生化学反应而爆炸。这个化学反
应的爆炸却掀翻了覆盖在反应堆上的钢板。可见对于核工程与核
技术人员掌握化学知识是必须的。
针对环境专业的学生而言，同样在绪论课中就可以让他们知
道化学与他们的专业是密不可分的，比如为了将普通化学主要内
容串接起来，可以给他们举个环境问题的例子：汽车因大部分使
用汽油内燃机，会产生一氧化碳和一氧化氮等有害物质污染环
境。如果我们能够让NO 和CO 在排放到大气前就反应生成N2 和
CO2，就可以大大降低对环境的污染。那么：①这个反应能够发
生吗？（即化学反应方向问题）②如果该反应能发生，那么会有
多少的NO 和CO 转化为N2 和CO2 呢？（即化学反应限度问题）
③同时我们知道对于每一个反应化学反应发生时都会伴随着吸
收和放出热量的现象，那么该反应过程中能量是如何变化的呢？
（即化学反应能量变化问题）④这个反应若能发生，这个反应是
进行的快呢还是慢呢？（即化学反应速率问题）⑤这个反应的反
应机理如何？而对于机理的分析比较复杂，首先我们需要了解物
质的微观结构的问题。（即物质的微观结构问题）。这样既可以
将普通化学的整体内容安排与实际问题的解决联系起来，更让学
生了解要解决这样的一个环境问题必须要应用化学的知识。同时
针对环境专业的学生授课时更应该增加一些绿色化学知识的介
绍。
三、其他课堂教学措施的配合
除了抓住学生所学专业与普通化学的结合点外，还要注意其
他的一些课堂教学方式，如：将化学与学生日常生活中遇到的一
些具体事例联系起来，即用普通化学学过的知识来解释一些实例
和现象；在课堂上引入一些著名化学家的人物介绍和相关一些理
论的发展史，像故事一样介绍给学生，既吸引了学生的注意力，
又加深了对基本理论知识的理解；课堂上适当设有部分课堂演示
实验和演示实验录像的环节，让学生从实验中总结出化学的基本
理论和规律，同时也让学生深刻了解化学这门学科的特点；注意
利用问题的引入来启发学生的思维空间，并且加强训练学生的归
纳总结能力，进一步强化教学效果等。
参考文献：
[1]段连运译.化学与社会（原著第五版）[M].北京：化学工业
出版社，2008：285-288.
[2]李梅，景晓燕，韩伟，朱春玲，王君.普通化学教学中绿色
化学教育的渗透[J].教育教学论坛，2013，28：2-3.
进入21世纪，随着科学技术的飞速发展，电子计算机的应用已经渗透到各学科的每一个领域之中，各学科的进一步发展对计算机的依赖程度越来越高，化学工程学科也不例外。目前，计算机已经深入应用到化工模拟、计算化学和化工制图等化学工程学科的各个层面之中，对化学工程的发展起着巨大的促进推动作用。化学工作者应该抓住机遇，在新时期努力学习计算机知识、熟练掌握运用计算机，将其应用到化工设计、化学本文由收集整理计算中去，使化工学科能够更快地发展。
化学工程作为一门基础学科，长期以来是以实验为基础发展起来的，是一门理论与实验相结合的学科。随着计算机技术和信息技术的发展日新月异，化学工程的研究中又增加了计算与计算机模拟的方法，它已经逐渐成为化学工程中最富有生命力的研究方法。随着电子计算机在化学工程中的广泛应用，传统的化学工程学科已逐渐成为一门集实验、计算、理论于一体的综合性学科。
从20世纪50年代开始，科研工作者就利用计算机解算化工过程的数学模型，使研究方法出现了一个革新。经过几十年的发展，化工过程模拟已经成为普遍采用的常规手段，被广泛应用于化工过程的研究、开发、设计、生产操作的控制与优化、操作培训和技术改造之中。
一、流程模拟
化工过程流程模拟或流程模拟是根据化工过程的数据，诸如物料的压力、温度、流量、组成和有关的工艺操作条件、工艺规定、产品规格以及一定的设备参数，如蒸馏塔的板数、进料位置等，采用适当的模拟软件，将一个有许多个单元过程组成的化工流程用数学模拟描述，用计算机模拟实际生产过程，并在计算机上通过改变各种有效条件得到所需要的结果，其中包括最受关心的原材料消耗、公用工程消耗和产品、副产品的产量和质量等重要数据。
流程模拟就是在计算机上“再现”实际生产过程，由于这一“再现”过程不涉及实际装置的任何管线、设备以及能源的变动，因此给化工模拟人员最大的自由度，可以在计算机上任意进行不同方案和工艺条件的探讨、分析。流程模拟式计算机技术是化工方面的最重要应用之一。应用流程模拟系统不仅可以节省时间，也可节省大量资金和操作费用，提高产品质量和产量，降低消耗。流程模拟系统还可以对经济效益、过程优化、环境评价进行全面地分析和精确评估，并可以对化工过程的规划、研究和开发及技术可靠性做出分析，并快速准确地对多种流程方案进行分析和对比。
二、单元模拟
化工工业处理的过程是以质量、动量和能量的连续流动为特征，传统手段对这一过程的处理很大程度上是依靠经验以及一些宏观参数表达的经验关系式。现代流程模拟技术中，绝大部分单元过程仍被处理为“黑箱”模型，对流动、传质、热、反应比较敏感的单元过程的设计、放大，需要了解有关质量、动量、能量流更多微观和深入的信息，单元模拟技术就是为了解决这一问题而产生的。
在单元模拟过程中，单元内部的介质基本是多组分或多相的，传质、传热、反应过程相互耦合。单元模拟技术通过离散方法求解这一耦合体系，以获得空间和时间的速度分布、温度分布、压力分布、浓度分布、相分数分布等。单元模拟技术可以提供传统手段难以获得的大量信息，如单元过程内部所有参数的空间分布和动态变化，通过这些信息可以深入理解单元过程内部的机理，在发生异常时亦有助于分析原因。因此，它是一种低成本的调优手段，当结构形式或结构参数变化后，单元过程内部随工艺参数和操作参数而变化的过程，可以在计算机上很方便地进行试验，直接用于优化和改造手段，而且单元模拟的计算不是经验性的，比较可靠，目前单元模拟主要用于化工生产的工程放大、优化设计、诊断及扩能改造、生产调优及控制四个方面。
三、反应动力学模拟
化学反应动力学是一门研究各种因素对反应速率的影响规律和反应机理的科学，在根据实验结果和对反应机理研究的基础上建立了化学反应动力学方程，它们对反应器的设计、最优化条件的选择都是必不可少的理论基础。
目前所采用的物理化学教材对一系列对峙、平行、连
续等复杂反应的动力学方程仅给出分离变量法或消元法等单一的数学处理方法，这种方法对于非常简单的复杂反应可以求出解析解，但大多数化学反应的反应机理非常复杂，由于从反应机理得到的微分方程组，非常不便求解，因此借助电子计算机用数值解法，可以方便地求解从反应机理得到的微分方程组。
计算机模拟在复杂化学反应动力学的计算中有着广泛的应用，通过计算机模拟计算得到的结果可以预知反应过程中各反应物质浓度的变化，通过对连续反应最佳时间的计算可以控制反应时间以得到所需要的物质的最大浓度，通过计算平行反应和对峙放热反应最佳温度，可以控制反应温度，优化反应条件，使生成产物的速率达到最大值，这些计算机模拟计算的数值可以为实际工业生产中工艺条件的控制以及反应器的设计提供重要的参考数据。
四、分子模拟
从分子水平来研究化工过程及产品的开发和设计，无疑是21 世纪化学工程的一个重要方向，计算机模拟研究已渐成为与实验研究及理论研究相平衡的认识自然规律的第三种重要方法。化工热力学数据对于化学工业过程的设计、操作以及优化具有重要的作用。热力学数据一般通过三个途径取得：即实验测定、理论总结及计算机分子模拟。通过计算机分子模拟，可以较为严格地从流体的微观相互作用出发，预测流体的宏观热力学性质。特别是在一些极端的条件（如高温、高压、剧毒）下，进行实验是很困难的，计算机模拟则较易实现，并且比较经济。采用计算机分子模拟方法，可以得到相当可靠的热力学体系的径向分布函数、宏观热力学性质以及输运性质，这为我们建立与改进各种描述实际现象的理论或模型提供可靠的依据。
化学是一门基础性学科，是以实验为基础发展起来的理论与实验相结合的学科，随着计算机技术在化学学科中的广泛应用，逐渐形成了应用计算机研究化学反应和物质变化的独立学科，它以计算机为技术手段，进行化学反应方面的数值计算，这就是计算化学。
计算化学是理论化学的重要分支，是利用电子计算机、通过数值计算解决化学问题的一门方法学。计算化学是一门新兴的、多学科交叉的边缘科学，它运用数学、统计学与计算机程序设计的方法，进行化学方面的理论计算、实验设计、数据与信息处理、分类、分析和预测。随着化学仪器对自动化要求越来越高，许多化学实验过程用人工进行控制相当困难，需要可靠的控制技术系统，因此计算机计算模拟技术从根本上改变了化学实验技术。
计算化学以数值计算为基础，用高级语言及其编程技术，解决化学中的数值计算问题，它将数学的计算方法通过计算机程序具体地应用于化学过程中，通常用来研究化学中一些常用的、共同的、较为常见的计算方法，是化学计算的核心。实验数据的内插、函数拟合、线性方程组求解、高阶方程组求解、解微分方程组、求本征值与本征向量等，它们均与化学中量子化学、分析化学、化学平衡、化学动力学和试验数据处理等密切相关。现代计算化学技术的发展，已经能够将各种化学性质与分子结构之间的关系定量地联系起来，化学因此正从实验科学迈向实验、计算、理论相结合的综合性学科，化学已经由多实验少计算，演变为先实验再计算，也必将逐步演变为先计算再实验。
目前计算化学在无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、结构化学中都有广泛地运用，具体来说，计算化学要完成的任务主要有量子结构计算、分子从头计算、半经验计算和分子力学计算等量子化学和结构化学范畴，以及物理化学参数计算，包括反应焓、偶极距、振动频率、光谱熵、反应自由能、反应速率等理论计算，这些属于化学热力学、化学动力学及统计热力学范畴。在计算化学中，数值计算是最根本的任务，其目的是将已知参数通过适当的数学计算得到一个预期的结果，这个结果可以和实验结果相比较，也可以和前人的研究成果相比较，最终得出结论，用来指导化学实验的实施。
化学工程设计具体的任务涉及物料衡算、能量衡算、厂区布置图绘制、车间布置图绘制、设备装备图绘制、管道布置图绘制、带控制点工艺流程图绘制、设备选型及强度校核计算等许多工作，如此众多繁杂的工作，如能引入计算机辅助，将大大减轻化工设计工作的强度。
过去那种利用普通纸笔绘制化工图样、利用计算尺和计算器进行的各种计算将被计算机软件应用所取代。计算机辅助设计制图和普通制图相比不仅具有绘制精确、图面整洁等优点，而且还具有随意修改、重复利用、按需打印等普通手工绘制无法具备的特点，利用计算机辅助设计
进行化工工程图绘制已经是21世纪的基本趋势。
1 化工科技促使温童气体排放量藏少
我们所谓的温室气体，主要指的就是二氧化碳。无论是以往的科技革命和工业革命之前的生产，还是现阶段科技含量高，日趋现代化、国际化的社会化大生产，这些工厂每年要向大气排放数万甚至数十万吨的二氧化碳。这些二氧化碳气体的排放，成为了造成全球性的温室效应的罪魁祸首。而在应对气候变化的法律法规出台之前的相当长的一段时期内，造成这一现象的那些工厂却不用为温室效应负担任何一点费用现在这一状况已经得到了明显的改善，许多化工企业正积极的开发和利用新的科学技术，来达到减少二氧化碳排放量的目的。甚至有一些企业将二氧化碳作为化工产品生产过程中的一种原材料来使用。例如，有的化工企业将其他化工产品的生产过程中所产生的二氧化碳气体作为一种原材料来生产尿素。仅这一种工艺，就可以使该企业的每年的二氧化碳气体排放量减少数十万吨。
2 化学工程技术使可持续发展战略任务逐步向前推进
传统的化工生产，给我们的生活创造了非常丰富的物质基础和能源。其在对人类历史的发展进步的工程中所做的贡献是不不忽略的。但是昵，又由于化工产品生产的原材料和生产过后的残余物中，存在着大量的有毒有害物质，这些物质又造成了很多环境污染问题以及生态平衡的失调。这样，就又阻碍了社会经济的继续发展。新世纪，面对严峻的环境污染所提出的挑战，可持续发展战略这种道路的选择，成为了历史的必然。实现社会经济的可持续发展，已经成为了我国的一项基本的国策。作为社会经济的重要组成部分的化学工业，在这一基本国策的指导之下，最行之有效的实现可持续发展战略的方法便是绿色化学的开发和利用。绿色化学，不单单是指那些对环境产生的有害影响小甚至没有有害影响的化学生产过程，更重要的是包括那些行之有效的且作用明显的价格平民化的化学化工技术的研究以及应用。绿色化学的生产过程只产生非常少量的废物处理，或者不产生废物处理。其最主要的特点便是在生产的过程中，最大程度地充分利用资源，使原材料转化为产品，尽量不产生污染。有利于化学化工产业的发展以及可持续发展战略这一道路的切实执行。
3 化学工程技术的新热点
3.1 化学超临界反应技术
超临界的化学反应技术是指反应过程中的温度和压力都在临界点之上，这样的状态往往是液体和气体之间。这样形式的存在被广泛运用到生物化工、食品、医药等领域，已经显示出很好的效益，发展前景很好，但近年来的探究和发展阶段仍处于初级，待进一步深入研究。
3.2 绿色化学研究技术
绿色化学由于能够有效避免对环境的污染，近年来备受推崇。绿色化学就是指利用化学反应技术来充分利用资源、减少污染物的产生来起到对环境的保护。比如，它可以对产生污染物的相关溶剂和废料进行处理，利用原子技术或高选择性的化学反应生产处对环境有利的产品，这不仅能够增加经济效益而且带来可观的社会效益。
3.3 分离技术的新研究
首先，分离技术强调对生产设备的强化，其次是生产技术。总结来说就是将设备更新，将生产率提高的技术都属于化学分离技术的结果。古老的分离技术方法是利用各种材料沸点不同将其分离然后做研究。随着科学技术的发展和各领域研究合作分工改变为分离技术新发展提供了广阔的前景。比如近年来，在力学的传递以及多相流方面，采用信息技术发生分离，还有分子的模拟就很大的提高了预测热力学平衡的水平，对分子的人为设计加速了分离等等。因此进一步研究高效的分离技术有着深远的意义。
4 传热过程新的研究发展方向
4.1 传热学中细微尺度的研究进展
细微尺度是指从时间尺度和空间尺度进行更细微的研究的热学范畴，如今它在热学中已经形成了一个分支，具有广阔的发展前景。当一个物体的尺寸远大于其载体时，这样的情况会存在，但是由于尺寸的更加细微，原来的假设影响因素也会发生相应变化。目前纳米技术已经取得显著的成绩，很多领域都是围绕传热学中的细微尺度技术进行研究的，近年来取得了高集成电路、多空介质流等新成果，产生了巨大的经济效益。
4.2 传热设备的研究进展
近些年来，利用翘片来强化传热，管外的翘片强化传热原理包括有前缘效应和非稳定性扰动以及减薄边界层等几种。常用的片是冲缝片和百叶窗。将来对此的研究应该将分布参数和场地模拟相结合，来优化传热装置结构的参数，实现管翘式的传热针设计。
4.3 与计算机技术的相结合
计算机技术的不断进步是化学中大量的技术问题能够得到有效的解决。同时节约了大量的人力物力财力，也增加了数据和相关机械的精密度。计算机的主要贡献表现在计算流体力学、数值传热力学、采用计算机技术进行统计、计算有利于将数据更直观的表现出来，表现形式更加多样，能够有效分析大量实验数据。
4.4 与材料科学和信息工程相结合
科学的进步和新技术的研究涌现就为化学工程的研究提出了新的机遇。如何形成优质的服务体系和完整地理论作为研发支撑成为化学工程面临的问题。所以它必将进入一个新的发展阶段，在发展中应注重与多学科的交叉，更多的研究应该包括信息和化学应用、生物与化学以及能源环境与化学相结合的学科，这都为化学工程的发展提供了新的研究方向。由于信息技术不断深入各个行业，为此通过信息技术可以将大量的信息收集、整理进行数据统计分析，得出的结论可以为化学工程发展研究提供新的方向。
G.F. Hewitt, Imperial College, London
J.C. Vassilicos，Imperial College, London
(Eds.)
Prediction of Turbulent
Flows
2005,343pp.
HardbackUSD:175.00
ISBN 9780521838993
复杂工程系统中往往涉及流动、传热、传质和化学反应，而湍流的预测对理解这些复杂现象起着至关重要的作用。过去，这些工程项目的开发不得不依赖于小规模的实验研究；而现在人们逐渐重视计算机模拟，越来越多的工程技术人员应用商业计算流体力学软件对工程项目进行模拟计算。表面上看这些软件的计算结果似乎很理想，可以获得实验无法测量到的细节，并得到大规模体系的流场；而且，这些计算结果可以通过各种诱人的计算机绘图技术展现出来。遗憾的是，应用计算流体力学技术模拟工程系统中的湍流还很不成熟，实际应用中存在很大的问题。
为了模拟工程中的湍流，一般情况下必须建立和应用湍流模型。工程湍流模型可分为两大类，雷诺平均纳维斯托克斯模型和大涡模拟。第一类方法应用雷诺平均方法对纳维斯托克斯方程进行平均化处理，忽略湍流内部的细观结构；应用各种模型对湍流粘度等量进行封闭描述。这些模型往往是经验性的，带有很多可调参数，需要与实验对比得到其优化值。雷诺平均模型是目前工程中应用最多的湍流模型，例如基于各向同性假设的kε模型。尽管该模型与很多实验数据相违背，它仍然被广泛地应用于工程中的湍流模拟。由于目前还无法对工程湍流中的细观结构进行模拟，第二类方法仅对湍流中较大涡的时空特征进行模拟，对较小涡则用所谓的亚格子模型封闭。这类方法正在逐渐被应用于工程模拟，特别是对于需要重点了解局部脉动行为的情形，但缺点是计算量太大。
本书来源于英国剑桥大学依萨克牛顿学会的一个湍流研究计划，目的是总结当前对湍流物理本性的认识，回顾各种模型和模拟方法，以及他们对不同工程问题的适用性；此外，本书还试图为某一给定的工程问题提供选择湍流模型的指导方案。全书共分8章。第1章为绪论，介绍了湍流模拟的重要意义和全书的结构；第2章总结了目前对湍流本性的认识；第3章为浮力驱动和分层流动的雷诺平均方法模拟；第4章湍流火焰，讨论了小尺度湍流对局部化学反应的影响，以及两类不同的燃烧方式和各种模拟方法；第5章介绍了强变形湍流边界层的模拟方法和实验观察结果；第6章介绍了大涡模拟和直接数值模拟的现状和发展前景，指出直接数值模拟可为模拟高雷诺数流动的其它模型的封闭提供物理基础；第7章为多相流动的模拟；第8章为实际应用中选择合适的湍流模型提供了一个指导方案。
本书的作者多为该领域的著名学者。书中内容既有很高的学术性，又具有很强的实用价值。适于湍流研究的科技工作者和模拟工程湍流的工程人员阅读参考。
杨宁，助理研究员
(中国科学院过程工程研究所)
关键词：反应耦合，乙苯，苯乙烯，脱氢
中图分类号：O414.1 文献标识码： A
一、概述
苯乙烯作为石油化学工业的基础产品、合成塑料和橡胶的主要原料，而全世界年产量1300万吨中90%是由乙苯高温催化脱氢制得。这种传统的生产方法有很多缺陷。
近年来，反应耦合技术的提出无疑成了解决这个问题的热点。耦合技术的特点就是对于受热力学平衡限制的化学反应，可以通过反应耦合的方法来推动化学反应平衡向产物方向移动，从而降低反应温度，提高转化率和选择性，并降低能耗。常用的耦合技术有加氢-脱氢、吸热-放热、氧化-还原等反应的耦合。乙苯脱氢制苯乙烯与逆水煤气属于加氢-脱氢的耦合。
二、反应原理
乙苯脱氢制苯乙烯反应为
乙苯在催化剂作用下脱去一分子氢生成苯乙烯，从反应式上看，这是一个分子数增大的强吸热反应，高温、低压对反应有利。但过高的温度会使苯乙烯聚合，因此，工业上通常在600oC~650oC、常压甚至负压条件下进行反应。由于反应温度高，不仅容易导致乙苯裂解，产生苯、甲苯、CO、CH4、C2H4、CO2等副产物，而且催化剂也因结焦而很快失活；同时反应受到热力学平衡的限制，单程转化率低。为了供给脱氢反应所需热量、稀释反应体系以增加平衡转化率以及减缓结焦，往往通入大量的过热水蒸汽（水/乙苯摩尔比为7~15），以实现大规模地从乙苯连续生产苯乙烯。另外，水蒸汽还可以防止催化剂因过度还原（还原为低价氧化物或金属）引起的失活。但是大量水的潜热在气液分离器中损失，使得整个工艺过程的能耗问题成为提高乙苯产率的瓶颈。在给定的一组条件下，反应体系的各种转化途径在热力学上都是可能的。实际的转化产物是由这些反应的相对速度所控制的。大家都知道高温有利于反应平衡向目的产物移动，但是在高温时，裂解、氢解及生成焦炭的反应比脱氢反应更为有利，因而我们必须提高在热力学上处于不利地位的脱氢反应在整个过程中的优势。
反应耦合技术是近年来为解决反应转化率受平衡限制的问题而提出的新思路，由于其在石油化工等领域具有重要意义而倍受关注。乙苯脱氢制苯乙烯是一个受热力学平衡限制的强吸热反应，将反应耦合技术引入该过程，其优势是显而易见的。它通过加氢-脱氢、吸热-放热等反应的耦合能够大幅推动化学反应平衡，降低反应温度，提高乙苯的转化率和苯乙烯的选择性。首先对反应耦合做个初步的解释：假设体系中存在两个反应，一个反应的产物是另一个反应的反应物之一：
反应（1）：
反应（2）：
反应（3）：
如果反应（1）的>>0，平衡常数K1
以及硝基苯加氢制苯胺反应
乙苯脱氢反应体系中以CO2代替水蒸汽，不仅可以降低反应温度约50oC、有力地推动乙苯脱氢反应平衡右移，更重要的是能够将生产每吨苯乙烯所需的能量从15.0108cal降低到6.3108cal甚至1.9108cal。
硝基苯加氢制苯胺为强放热反应，工业上采用固定床或流化床在气相进行，反应温度为300~475oC，反应器设计和实际操作的关键是确保将大量反应热及时移出。如果能将该反应与乙苯脱氢过程耦合，则不仅可实现加氢脱氢一体化，同时生产苯乙烯和苯胺，而且在能量上也是极为有利的。根据化学反应计量关系，1mol硝基苯可匹配3mol乙苯，则耦合反应为微放热（），可大大降低乙苯脱氢过程的能耗。
三、反应结果分析
采用惰性介质稀释或与适当的反应耦合，可大大改善乙苯脱氢反应性能。下图比较了压力为0.1MPa时，不同温度下乙苯脱氢和与逆水煤气变换反应耦合体系中乙苯的平衡转化率。对单纯乙苯脱氢反应，乙苯的平衡转化率较低，在690oC的高温下转化率才能达到70%。如果用惰性组分如N2稀释反应体系，则反应物和产物的分压降低，平衡转化率提高，这也是工业上使用大量水蒸汽的原因之一。但是这种稀释作用是有限的，在N2/乙苯=10时，500oC下乙苯平衡转化率只有38%，而通过与逆水煤气变换反应耦合，乙苯的平衡转化率可大幅度地提高，且随CO2比例的增加而明显增加。在CO2/乙苯=10时，500oC下即达64%，550oC下高达82%，体现出了显著的反应耦合效果。但由于逆水煤气变换反应为微吸热反应（），因此在能量上没有耦合优势。
图1 乙苯脱氢与逆水煤气变换的耦合作用：不同原料摩尔比对乙苯平衡转化率的影响（反应压力为0.1MPa）
图2 单纯逆水煤气变换反应：不同原料摩尔比对CO2平衡转化率的影响（反应压力为0.1MPa）
此外，单纯逆水煤气变换反应以及在耦合反应中，压力为0.1MPa时不同原料比对CO2平衡转化率的影响见图2和图3。通过比较，我们可以发现：低温下（
图3耦合反应中逆水煤气变换反应：不同原料摩尔比对CO2平衡转化率的影响（反应压力为0.1MPa）
图4给出了压力为0.1MPa时，不同原料摩尔比下乙苯脱氢与硝基苯加氢制苯胺耦合反应体系中乙苯的平衡转化率随温度的变化。可见，与硝基苯加氢反应耦合后乙苯的平衡转化率大幅度地提高，并且随着原料中乙苯的摩尔分数降低而增加。当原料乙苯/硝基苯比降低到3时，乙苯和硝基苯的平衡转化率同时达到最大（见图5），继续降低原料乙苯/硝基苯比，则乙苯的平衡转化率不会进一步增加。这是因为根据化学反应计量关系，1mol硝基苯可匹配3mol乙苯。由图2-7还可看出，硝基苯在较低温度下即可完全转化，而无论硝基苯的量多大，乙苯只有在较高温度下平衡转化率才可接近100%。
在温度高于400oC时，乙苯和硝基苯（摩尔比为3）可定量地转化为苯乙烯和苯胺。如果可以找到一个优良的催化剂，则可在适当的条件下将原料乙苯和硝基苯全部转化为苯乙烯和苯胺。该耦合反应体系为微放热（）过程，在能量上也是极为有利的，实际中可望实现自热。
图4 乙苯脱氢与硝基苯(NB)加氢耦合作用：不同原料摩尔比对乙苯转化率的影响（反应压力为0.1MPa）
图5 乙苯脱氢与硝基苯加氢反应的耦合：不同原料摩尔比对乙苯及硝基苯转化率的影响（反应压力为0.1MPa）
四、反应结果比较
乙苯脱氢可以很好地与这二种反应耦合，使反应温度大幅下降，或在给定温度下使乙苯的平衡转化率大幅度提高。其中硝基苯加氢反应耦合则远远优于与其它反应的耦合，可以在400 oC下使乙苯定量地转化为苯乙烯。在能量上，乙苯脱氢和逆水煤气变换为吸热反应，而与硝基苯加氢为放热反应，因此乙苯脱氢与硝基苯加氢反应耦合在能量上更为有利。
五、总结
关键词：添加剂 中试研究 油
油添加剂是油的灵魂，没有高质量的添加剂，就不能保证有高质量的油产品。当一种油添加剂产品从实验室被研究开发出来之后，往往不能够马上直接进行工业化生产，得到工业化产品。虽然油添加剂合成过程中的化学反应本质不会因实验或生产的不同而改变，但各步合成化学反应的最佳反应工艺条件，则可能随实验规模和设备等外部条件的不同而改变[1]，一般都需要经过一个放大50~100倍规模的小型实验，以便进一步研究在一定规模装置中各步化学反应条件的变化规律，并解决实验室阶段未能解决或尚未发现的问题，为该种油添加剂的工业化生产提供各种设计依据，这就是油添加剂的中试研究[2,3]。
一、中试研究的条件
一种新型的油添加剂产品在实验室的研究进行到何种程度就可以进行中试研究呢？根据多年油添加剂中试研究的经验以及前辈们的总结，一种新型的油添加剂产品只有在实验室研究达到以下条件时，才可以开始中试研究，具体条件如下：
1.油添加剂实验室小试合成路线已经确定，操作步骤明晰；反应条件确定；产品收率稳定且质量可靠。
2.实验室已经取得多批次稳定翔实的实验数据，并且进行过多次小试试验，工艺稳定。
3.油添加剂产品的质量标准和检测分析方法已经确定。包括最终产品，中间产品和原材料的检测分析方法。
4.油添加剂合成进行了物料衡算。合成过程中产生的三废已有初步的处理方法。
5.油添加剂合成过程中对所消耗的原材料规格和消耗量提出了要求。
6.针对石油化工生产装置相关安全法律法规的有关规定，对油添加剂合成过程中的安全生产提出了相关要求。
二、目前中试研究的现状
由于历史等原因，目前油添加剂中试研究存在着各种各样的不足和缺陷，有些是由于油添加剂中试研究的手段和设备问题造成的，另外一部分是因进行中试研究人员的专业背景等自身条件的限制而造成的。
1.油添加剂中试研究目前基本上停留在对实验室工艺条件的验证上，没有进一步的对工艺条件开展优化研究。
2.实验室研究和中试研究的侧重点不同，实验室研究在于能够得到一种新型的油添加剂产品，要求工艺可行；而对于油添加剂的中试研究，仅工艺可行还远远不够，中试研究还必须确切地知道整个工艺过程中相关的化工热力学数据，为整个中试研究过程中的工艺条件的控制制定相应的方案，而目前油添加剂实验室研究没有提供相关的化工热力学数据，为油添加剂中试研究的工艺控制和能量衡算带来了一定的难度。
3.实验室研究所用的反应仪器多为玻璃制品，玻璃制品的抵抗各种化学腐蚀是比较优良的，可以不用考虑各种化工原材料对实验设备的腐蚀问题。一旦要进行中试放大研究，由于现有的中试研究装置材质多为不锈钢，对于某些强酸和强碱腐蚀的抵抗能力是非常弱的，因此进行一个油添加剂产品的中试研究的时候必须进行材质的选择和抗腐蚀试验。
4.每种油添加剂合成过程中添加的化工原材料都是不一样的，有些是液、液混合，有些是固、液两相混合，还有部分是气、液、固三相混合的反应，由于原材料的差异，为了达到充分混合，每种混合方式对反应釜搅拌器型式的要求都是不一样的。现有的油添加剂中试研究由于设备的限制，对中试研究过程中的搅拌器型式往往无法选择。
5.在一个化工合成过程中，化学反应所花费的工时在整个产品的生产周期里所占比重是比较小的，以前由于认识不足，对油添加剂合成的操作工时与生产周期的计算存在误区，没有充分考虑油添加剂合成的前期处理和后期处理，造成了操作工时和生产周期的缩短。
6.由于各种公用工程计量仪表的缺失，不能对水、电、汽、风等各种公用工程的消耗进行准确地计量，不能够为油添加剂的进一步工业化生产设计准确地提供各种公用工程数据。
三、未来的工作对策
针对油添加剂合成中试研究的现状以及结合本人的工作实际，主要从以下几个方面解决目前油添加剂中试研究中的有关问题。
1.采用基团贡献法估算油添加剂的物性参数，计算油添加剂合成的化工热力学。
2.考察油添加剂合成过程中各种原材料加入顺序及方式对油添加剂合成的影响。
2.1不同固体物料加入方式及顺序的影响；
2.2高粘度物质对加入设备及管线的要求；
2.3滴加物料加入速度对添加剂合成的影响；
3.搅拌器类型、设备形式等对油添加剂合成的影响；
4.针对不同的油添加剂合成过程，考虑合成过程中产生三废的不同处理方案，使之对环境的影响减小到最小；
5.对现有油添加剂中试装置进行自动化控制可行性研究的探讨。
四、结论
通过以上几方面的努力，希望在今后的油添加剂中试研究结束后能够提供一份满足《石油化工装置工艺设计包(成套技术工艺包)内容规定》SHSG-052-2003 规定的油添加剂生产装置工艺设计包[4]，为油添加剂进一步的工业放大生产提供设计依据。
参考文献
[1]黄英，王艳丽. 化工过程开发与设计[M].北京：化学工业出版社，2008.
[2]刘兴龙，白彪. 浅谈概念设计在化工设计中的应用. 化工进展[J]. 2003，22(3)：217-223.
[3]J.M.道格拉斯[著]. 蒋楚生，夏平[译]. 化工过程的概念设计[M] 北京：化学工业出版社，1994.
一、精选教学内容
高等有机化学作为一门理论性很强的课程，对于基础有机化学内容掌握较差的学生来说是望而生畏的。这门课程共计48学时，每周3学时，内容较多而学时相对较少，学生在学习时大多觉得内容多、难度大、学习吃力。经典高等有机化学主要包含物理有机化学和有机反应两大部分，课堂上重点讲授物理有机化学部分，即有机结构理论和反应机理。结构理论部分主要包括化学键、电子效应、立体化学、溶剂效应与活性中间体等内容。结构理论部分要精讲，讲深讲透。有机反应部分对照基础有机化学，选取延伸内容有侧重地进行讲授。例如，立体效应除了基本知识点外，“异头效应”作为重点，饱和碳原子上的亲核取代反应重点讲解的是邻基参与机理和应用，芳环上的反应主要介绍亲核取代即苯炔机理，消除反应以介绍Saytzeff和Hoffmann消除规律和立体化学以及E1CB机理为主等。学生在掌握结构理论之后，有机反应部分的学习相对容易。
二、教师精讲为主
学生同步自学结构理论是高等有机化学的基本原理部分，而且是本门课的难点，学好结构理论对于理解后面的化学反应规律和化学反应机理有很大帮助。因此，这部分内容主要采取以教师为主的教学方式，目的是将结构理论细讲、深讲、精讲，使学生深刻理解“结构决定性质”的基本原理和贯穿始终的主线“稳定性原理”。结构理论部分包括化学键、电子效应、溶剂效应、立体化学、分子结构与化学反应活性间的定量关系、酸碱理论和活泼中间体等。在结构理论中，共振理论和分子轨道理论是重点。分子轨道理论以分子整体为研究对象，考虑分子中原子间相互作用，可以解决许多经典理论无法解决的问题，而休克尔（Huckel）分子轨道理论是分子轨道理论的简化，利用它可以很容易地解释关于芳香烃的4n+2规则，再辅之以Frost圆圈法，可以较好地理解共振和芳香性之间的关系。电子效应和哈米特（Hammett）方程是另一个重点内容。Hammett方程是在定量的基础上，将分子结构及其反应活性联系起来，在一定的范围内可以预测化学反应速度和平衡，是有机化学研究从定性走向定量的一次质的飞跃。以上这些内容相对枯燥，授课过程中教师要尽量挖掘学生的兴趣点，并结合以前的有机化学基础，课前布置预习内容。例如，用共振论解释反应活性时，课前让学生复习基础有机中芳环定位规律和羧酸衍生物亲核取代活性，再用共振论加以说明，提高了学生的学习兴趣和学习效率，取得了良好的教学效果。有机反应部分主要包括脂肪族的亲核取代反应和消除反应、芳香取代反应、碳-碳重键的加成反应、碳-杂重键反应、分子重排反应等。大部分内容要求学生事先做好基础知识的复习和预习，课堂上完成深层次教学和内容延展。
三、改革教学方法
注重创新意识培养在传统的高等有机化学教学中，注重教师向学生灌输知识，忽略对学生创新意识和实践能力的培养。学生自学能力比较差，仍然习惯于传统的“满堂灌”式的教学方式，很少提问题。这种教学模式学生处于被动地位，不利于发挥主观能动性，不利于素质和能力的和谐发展。现代教学理论认为，教师在教学活动中应是组织者、引导者；学生是学习的真正主人，教学上的成败往往取决于学生参与学习的主动性。要想在培养学生创新能力方面有所突破，必须打破原有单一教学形式，探索和尝试一些行之有效的新的教学形式。变“一言堂”为“群言堂”，不仅是教师讲授知识，学生也积极参与研讨，甚至走上讲台，发表自己的观点，并进行论证，师生之间、学生之间开展研讨甚至辩论，师生关系由主客关系转变为合作关系。
（一）布置课程论文
可以指定内容让学生在查阅文献资料的基础上与其他同学进行讨论，最后以讲座或报告的方式进行汇报交流。这种以学生讨论为主的学习方式，有利于学生对所学知识的理解，提高科学素养，激发社会责任感和团队精神。通过课堂教学和自主学习的合理分配，让学生积极主动参与，教师还可以根据学生反馈信息及时调整教学。在授课过程中，让学生选择与自己研究方向相近并且与高等有机化学知识点密切相关的领域进行关联、剖析，进而了解高等有机化学的应用，并在科研课题中体现。如2010级一位学生进行萘的异丙基化反应制备2,6-二异丙基萘研究，首先用共振论解释α和β位的活性，然后阐述立体效应的影响，最后点明反应需要择形催化的必然性。这篇课程论文应用高等有机化学多个知识点，有理有据。通过这样的环节很好地实现了学生对课程内容的深化理解和综合应用，发挥了主观能动性。
（二）学生走上讲台
教师可以选取新反应较少的章节，鼓励学生利用图书馆和网络等查阅资料，在自学总结的基础上写出教案并修改后，作为“教师”进行讲授，以充分调动学生的积极性和主动性，鼓励学生主动获取知识、应用知识解决问题。教学中选取了重排反应一章，布置教学内容，让学生分成3组，分别介绍亲核重排、亲电重排和其他重排。每个组员负责讲解一个重排反应，教师跟踪点评。学生通过共同参与、分组讨论不仅提高了归纳总结能力，也锻炼了口头表达、课件制作和板书书写能力，培养了创新意识，提高了教学效果。以上环节均作为课程考核的组成部分，计入总成绩。四、结语高等有机化学作为化学化工专业的学位课，是推进研究生素质教育的重要平台。尝试通过学生同步自学强化基础知识，精选优化教学内容，改革教学方法，培养学生创新意识和科研精神。学生变被动学习为主动学习，提高了学习兴趣，培养了多种综合能力，提高了整体素质。
作者：贾宏敏朱繤张志强高妍卢公昊李晓单位：辽宁科技大学化学工程学院
关键词：水利工程混凝土裂缝措施
一、裂缝成缝原因及防止方法
1 混凝土收缩引起的裂缝
1.1裂缝的成因：混凝土在空气中结硬时，体积要缩小，产生收变形，当受到约束时，就可能导致裂缝的产生；在筋率较高的构件中，由于钢筋对周围混凝土的约束作用强，混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力，引构件局部裂缝；新老混凝土界面容易产生收缩裂缝。
1.2防止方法：在裂缝产生的部位，用水泥砂浆，环氧树脂对裂缝部位表面进行粘补、涂抹和嵌补等。这种方法一般适用于表面裂缝，合理设置收缩缝；改善水泥土性能，降低水灰比，减少水泥用量；配筋率宜过高，设置构造钢筋收缩裂缝健分布均匀，避免发生集的大裂缝；加强混凝土的时期养护，并适应当延长混凝保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。
2 混凝土塑性坍落引起的裂缝
2.1裂缝的成因：混凝土塑性坍落发生在混凝土浇筑后的头几个时内，这时混凝土还处于塑性状态，如果混凝土出现渗水现象，在重力作用下混合料中的固体颗粒有向下沉移而水向浮动的倾向。这种移动当受到钢筋骨架或者模板约束时，上部就容易形成沿钢筋长度方向的裂缝。
2.2防止方法：要仔细选择集料的配级，做好混凝土的配合比设计特别是要控制水灰比，采用适量的减水剂；施工时混凝既不能漏振也不能过振，避免混凝土泌水现象的发生，防模板沉陷；如果发生这类裂缝，可在混凝土终凝以前重抹面压光，使裂缝闭合。
3 碱-骨科化学反应引起的裂缝
3.1裂缝的成因：碱-骨科反应是指混凝土孔隙中水的碱性溶液与活性骨科化学反应，生成硅酸凝胶，碱硅胶温水后可产生膨胀，使混凝土胀裂，开时在混凝土表面形成不规则的细小裂缝，然后由表及里地展，裂缝中充满了白色深沉。
3.2防止方法：碱-骨科化反应对结构件的耐久性影响极大，为了控制碱-骨科的化反应速度应选择优质骨科和低含碱量水泥，并提高混凝土密实度和采用较低的水灰比。
4 温度变化引起的裂缝
4.1裂缝的成因：由于混凝土在硬化过程中，水泥和水起化学反应，产生大量的水化热引起混凝土的温度上升，如果热量不能很快散失，内部和外部温差过大，就将产生温度应力，使结构内部受压，外部受拉。混凝土在硬化初期，只有很低的抗拉强度，如果由内外温度差引起的拉应力超过混凝土早期抗拉强度时，混凝土就要产生裂缝。
4.2防止技术：尽量选用低热或中热降低泥矿渣水泥、粉煤灰水泥；减少水泥用量，将水泥用量2尽量控制在450kg/m以下；降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.60以下；改善骨科级配，掺加粉煤灰或高效减少水剂等来减少水泥用量，降低水化热；改善混凝土的搅拌工艺，采用“二次风冷”新工艺降低混凝土的浇筑温度；在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌和物的流动性、保水性，降低水热化，推迟热峰出现的时间；合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束；在大体积混凝土内部设置冷却管道，通过冷水或冷气冷却，减小混凝土的内部温差；加强混凝土温度的监控，及时采取冷却保护措施；加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表现缓慢冷却，在寒冷季节，混凝土两面必须采取保温措施，以防寒潮袭击。
5 混凝土裂缝处理方法
5.1钢板及碳纤维补强加固新技术
碳纤维补强加固技术是利用高强度或高弹性模量的连续碳纤维，单向排列成束，用坏氧树脂浸渍形成碳纤维增强复合材料片材，将片材用专用环氧树脂胶黏贴在结构外表面受拉或有裂缝部位，固化后与原结构形成一整体，碳纤维即可与原结构共同受力。
5.2混凝土裂缝注浆技术
关键词：海港工程；钢筋混凝土；腐蚀机理；防腐措施
中图分类号：U44 文献标识码：A
目前，我国的海港建设正处在一个快速发展的时期。同时，钢筋混凝土结构设施也是当前使用最为广泛的构筑物之一。随着我国海洋开发规模的迅速扩大，需要建设的海港工程也正在日益的增加，尤其是一些临海的工程，例如港湾码头、海洋跨洋大桥以及以旅游为目的建造的人工岛等。除此之外，我国在六、七十年代建设的很多码头和海港的很多设施已经被海水大面积的腐蚀，严重影响了使用率，同时也给设施的安全性造成了负面的影响。这些已经建好的和正在建设的建钢筋混凝土设施亟需良好的腐蚀控制，而且这也已经是技术方面的问题，更是关系到国家经济的长期发展。
1 海港工程中钢筋混凝土被腐蚀破坏的一些特征
首先，钢筋混凝土的断面损失严重；砼中钢筋锈蚀分为局部腐蚀和全面腐蚀两种，但是在实际情况中最为常见的是局部腐蚀，进而造成钢筋混凝土断面严重损失，当这种损失达到极限时就会导致构件的严重损坏。
其次，钢筋混凝土结构的顺钢筋开裂；虽然钢筋混凝土的地抗压性能十分优越，但是其抗折抗裂性却存在着一定的缺陷，特别是在钢筋混凝土保护层厚度缺乏时，在这种情况下，会导致钢筋混凝土的锈蚀产物体积发生膨胀，使钢筋表面发生混凝土顺钢筋开裂。
第三，“握裹力”的下降和丧失；当钢筋混凝土逐渐开裂后，由于裂缝的逐渐变宽，导致砼与钢筋之间的粘结力也逐渐的变小，同时滑移增大，进而使构件原有的形状发生改变。当“握裹力”丧失或降低到一定限度时，就会导致局部或整体失效。
第四，钢筋混凝土应力腐蚀断裂；当混凝土钢筋处于较大的应力状态下，在遭受腐蚀时极有可能随时发生突然的断裂。
2 海港工程钢筋混凝土结构被腐蚀的机理探讨
2.1 混凝土腐蚀
长期的暴露在海水和空气的环境中是造成砼腐蚀破坏的主要因素，尤其是在海水环境中其物理和化学成分复杂，再加上空气的不断氧化作用，导致砼内的某些成分发生反应、溶解和膨胀，进而使自身的工作能力降低以及原有的性质发生改变。最终导致混凝土结构耐久性的失效。分析其原因可以总结如下：
首先，冻融破坏；目前我国使用最为广泛的混凝土材料其本身具有多毛细孔多孔体，在外界环境不断变化的情况下，尤其是外界温差的变化，会导致吸水饱和的混凝土孔隙中的水会在内部结冰膨胀，进而使混凝土开裂和剥落。其次，混凝土结构的碳化；当砼长期暴露于环境中的酸性气体（如二氧化碳），致使大量的酸性气体渗透到砼中，造成长期的积累，并与砼中的碱性物质发生化学反应。碳化作用常常会导致砼的脆性增大，也会增砼中钢筋的脱钝。
再次，碱-集料反应；在钢筋混凝土的水泥中碱和集料中的活性成分常常发生某些化学反应，导致硅胶体吸水，进而产生膨胀压力，导致砼开裂的过程被称为碱-集料反应。砼结构一旦发生碱-集料反应则会造成钢筋混凝土结构出现裂缝，这些裂缝会加速空气、水、二氧化碳等介质的侵入，进而对砼的破坏力增加。
2.2 钢筋腐蚀
由于砼中的钢筋一般是处在高碱的环境中，这样就会在钢筋的表面形成一层钝化膜，这层致密的钝化膜主要是保护钢筋避免腐蚀。但是，当钢筋表面的这层保护膜被腐蚀后，就会产生破坏性的膨胀力，使钢筋周围砼承受的拉应力超过混凝土抗拉强度，进而使钢筋结构的保护层逐渐被剥落。造成钢筋钝化膜破坏主要有砼的碳化以及氯离子的侵蚀。
首先，混凝土的碳化；这并不是造成钢筋腐蚀的最主要因素，这是因为海港工程中使用的混凝土结构表面的保护层很厚，由于碳化引起的砼碱度降低，造成钢筋表面钝化膜的破坏不足以造成严重的腐蚀。其次，氯离子的侵蚀；由于海水中广泛存在有氯盐，使其成为导致腐蚀最为常见和危险的介质。因此，氯盐腐蚀是砼破坏的最主要因素之一。
3 海港工程中钢筋混凝土结构防腐的技术措施
3.1 钢筋混凝土表面防腐措施
首先，内掺钢筋阻锈剂；根据大量的实践证实，钢筋腐蚀已然成为影响钢筋混凝土耐久性的关键因素。而且也有大量的实践经验说明，钢筋阻锈剂能够有效的防止和减缓钢筋锈蚀，而且其花费小，效果明显，在海港工程钢筋混凝土结构的防腐中得到了广泛的应用。实际上，海港工程中的腐蚀是一种电化学腐蚀，其阴、阳极的反应都是在钢筋的电解质面上发生的，若能有效的控制一方反应的进行就能有效的控制腐蚀的化学反应发生。而这种向混凝土中添加一些化学物质就是应用阻止其一方反应的发生来达到保护钢筋结构被腐蚀。
其次，涂料涂装保护；对钢筋表面进行适当的涂料，同样可以阻止或是减缓海水中腐蚀离子的进入。除此，涂料也起到了一定的装饰效果。但是，在实际中，必须要解决涂层中物质的耐碱性以及附着力两个问题。在选择涂料时，应该挑选具有低粘度和高渗透能力的。高渗透的涂料可以起到封闭混凝土孔隙和提高后续涂层附着力的作用，是混凝土表面涂装保护的关键和质量控制步骤。
3.2 混凝土的基本防护措施
我们可以用现有的技术手段来提高对砼的基本防护，可以考虑从从设计、施工、制作等方面提高砼自身的防护性能。考虑到混凝土自身的高碱性，因此，科学合理的设计、施工的优质混凝土保护层可以有效的阻止外界环境介质的渗透。因而，有效的提高混凝土本身对钢筋的防护才是最具有经济性和有效性的措施。可以采取以下措施：合理的设计砼结构，砼结构形式本身具有一定的防腐作用，例如构件截面几何形状应简单、减少棱角以及突变等；采用高性能的混凝土，高性能混凝土本身具有相对较好的高耐久性和高稳定性。从实际中的应用可以看出高性能混凝土可显著提高砼护筋性能，达到延长其使用寿命的目的。
参考文献
[1]张东东，邵吉林.海港码头钢筋混凝土建筑物的腐蚀和防护[J].交通科技，2010（5）：104-106.
[2]刘斌云，张胜，李凯.海工混凝土结构的腐蚀机理与防腐措施[J].工程建设与设计，2010（1）：84-91.
[3]路新瀛，武建伟.钢筋混凝土桥梁的耐久性与高性能混凝土[J].公路，2002（4）：87-91.
关键词：水利工程；混凝土；裂缝成因；预防措施；处理措施
0前言
改革开放以来，我国水利工程建设在数量和规模上达到建国以来的最高水平，水泥的生产量和使用量也遥遥领先世界其他国家。水利工程混凝土施工通常具有体积大、规模大的特点，加上水利工程建筑物常年处于有水环境中，出现裂缝、渗漏现象是不可避免的。因而随着水利工程质量要求不断提高和施工技术水平的不断发展，在水利工程中预防和及时处理裂缝对工程质量非常重要。
1水利工程混凝土裂缝产生的原因及预防
1.1设计原因
水利工程中裂缝因设计不当的占5%左右。结构设计的不合理、混凝土配合比设计不当，混合剂使用不当或者掺量过大,都会产生这类裂缝。
预防措施：在设计上要考虑到容易开裂的部位，如深基与浅基、高低跨处等，同时要考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱部分，这些需要在设计时解决。
1.2材料原因
水利工程中裂缝因混凝土材料造成的占15%左右。建筑材料的质量直接关系到水利工程的质量， 对使用的建筑材料一定要严格把关。
预防措施：针对工程特点，水泥选用抗冻性好、干缩小的普通硅酸盐水泥，在混凝土中添加一定比例的粉煤灰；不得将已经锈蚀而未经除锈的钢材用于工程中；对复合型外加剂中选用不含氯盐的外加剂。
1.3施工原因及预防
水利工程中由于施工因造成的早期裂缝占80%左右。施工的不规范、混凝土级配比问题、搅拌问题，都能引起混凝土裂缝。
预防措施：首先保证混凝土的强度满足要求，其次要尽量选用水灰比小的配合比，同时拌制混凝土时要严格按照设计配料，严禁随意变化，尤其做好各组分特别是外加剂、粉煤灰的计量工作[2]。
2水利工程中混凝土常见裂缝分类及预防
2.1干缩裂缝及预防
混凝土在浇筑完成后的养护阶段必然会发生体积收缩。体积收缩分为干缩和自收缩，干缩是由于混凝土中的多余水分蒸发、含水量降低从而产生体积减小。自缩是由于水泥水化作用引起的混凝土体积减小，由于收缩量较小，一般将自收缩和干缩一并考虑。
干缩裂缝的主要预防措施：首先要选用收缩量较小的水泥。其次是尽量控制好水灰比的使用，及时掺加合适分量的减水剂。三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比。四是加强混凝土的早期养护，并适当实时的延长混凝土的养护持续时间。五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
2.2塑性收缩裂缝及预防
塑性收缩裂缝的主要预防措施：首先要选用干缩值比较小、早期强度比较高的水泥。其次是严格控制水灰的比例，掺加高效的减水剂来增加混凝土的坍落度。三是浇筑混凝土之前，需要将基层和模板浇水均匀湿透。四是需要覆盖塑料薄膜或者潮湿草垫、麻片等。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。
2.3沉陷裂缝及预防
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致。
沉陷裂缝的主要预防措施：首先需要对松软土、填土地基的上部结构施工前应进行必要夯实和加固。其次是保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早，且要按照拆模的先后次序。五是在采取一定的预防措施在冻土上搭设模板。
2.4温度裂缝及预防
温度裂缝通常多发生在大体积的混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。
温度裂缝的主要预防措施，主要做到以下几点：尽量选用低热或中热水泥；；改善混凝土的搅拌加工工艺；在混凝土中掺加一定量的外加剂；高温季节浇筑时采用措施降低浇筑混凝土的温度；合理排施工工序；在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，减小混凝土的内外温差；加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施；预留温度收缩缝；加强混凝土养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。
2.5化学反应引起的裂缝及预防
碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。
化学反应裂缝的主要预防措施：一是保证钢筋保护层的厚度。二是混凝土级配要良好。三是混凝土浇注要振捣密实。四是钢筋表层涂刷防腐涂料。
3水利工程中混凝土裂缝处理措施
3.1表面修补法
水利工程裂缝的表面修补法是一种比较简单的修补方法，主要对稳定和结构承载能力没有影响的表面裂缝的处理。常用的措施是在裂缝的表面涂上水泥浆、环氧胶泥或着刷油漆、沥青等防腐材料，同时为防止水利工程的混凝土受各种影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施[4]。
3.2灌浆、嵌逢封堵法
水利工程灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体。水利工程建筑物嵌缝法是裂缝封堵中最常用的方法之一，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。
3.3结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
3.4混凝土置换法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。
3.5电化学防护法
电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小，适用钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。
3.6仿生自愈合法
仿生自愈合法是一种全新的处理裂缝的方法，它是模仿生物组织自动分泌物质治愈创伤部位的方法。在水利工程的混凝土传统组分中加入一些些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊)，就能在在混凝土内部形成仿生自愈合神经网络系统，这时当混凝土裂缝出现时能分泌出液芯纤维从而使裂缝重新愈合[6]。
4结 论
水利工程中的裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的存在不但会降低水利工程的抗渗能力，影响水利工程的使用功能及寿命，而且会导致钢筋骨架的锈蚀，混凝土的碳化，从而降低材料的耐久性、影响水利工程的承载能力、使用寿命，从而导致严重的后果。因此要对水利工程中混凝土的裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行预防，并采取各种有效的措施来处理裂缝，防止裂缝的发展及恶化，从而保证水利工程安全、稳定地工作。
参考文献：：
[1]钢筋混凝土结构设计规范.中国建筑工业出版社，1999.2
[2]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展.混凝土，2002. 5
