精餾實驗是一項典型的化工原理實驗,設備較為復雜、操作步驟較多、投料能耗較大,因此采用虛擬仿真實驗作為教學與訓練補充手段具有重要意義。基于化工原理實驗中的板式塔精餾實驗,采用Unity 3D軟件作為開發(fā)工具,構建三維交互式虛擬仿真實驗系統(tǒng),包含實驗設備部件的快速認識、實驗過程仿真交互操作、實驗數(shù)據(jù)處理、操作線及梯級繪制、實驗步驟訓練、操作打分評價等功能,用以彌補傳統(tǒng)實際實驗的不足、豐富實驗教學形式、提升實驗教學體驗、提高實驗教學效果。 

【文章來源】：當代化工研究. 2020,(21)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

虛擬仿真系統(tǒng)功能結構

(1)實驗原理蒸餾是利用液體混合物中各組分揮發(fā)度不同加以分離的一種單元操作,而經(jīng)過多次部分汽化與部分冷凝將液體混合物分離與提純的過程則稱為精餾。精餾塔設備可分為板式塔和填料塔,以實驗室常見的板式塔為仿真對象(圖1):塔工作時,原料液(流量F kmol/h,摩爾組成xF,單位下同)從塔的中部進料板加入,塔頂有全凝器,塔底有再沸器,塔內形成呈逆向流動的汽液兩相,塔板為兩相接觸的場所,經(jīng)過相際傳熱傳質,液相中的易揮發(fā)組分逐步進入汽相,汽相中的難揮發(fā)組分逐步轉入液相,在塔頂可得到高濃度易揮發(fā)組分,塔底可得到高濃度難揮發(fā)組分。進料板以上的塔段稱為精餾段,進料口以下的塔段稱為提餾段。從塔頂引出的蒸汽(V)經(jīng)冷凝,一部分作為塔頂產(chǎn)品(D,xD)采出,一部分作為回流液(L,xL)從塔頂返回塔內;回流量(L)與塔頂產(chǎn)品量(D)之比稱為回流比(R)。塔底引出的液體(L′)經(jīng)再沸器部分汽化,蒸汽(V′)沿塔上升,余下的液體作為塔底產(chǎn)品(W,xW)。

圖6 仿真實驗操作子界面在開始實驗前,可點擊左邊欄的“參數(shù)輸入”按鈕(圖7),輸入進料組成(xF)、出塔產(chǎn)品要求(xD、xW)、物系參數(shù)(α)及操作參數(shù)(q)等。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]對高校虛擬仿真實驗教學項目建設的若干思考[J]. 張敏,劉俊波.  中國現(xiàn)代教育裝備. 2020(01)
[2]培養(yǎng)核工程人才實踐能力的虛擬仿真實驗探索[J]. 吳宏春,張斌,李云召,趙媛媛.  高等工程教育研究. 2019(S1)



本文編號：3564095