計算機在化學工程中的應用
1化學程序的演進與綜合
無論是設計或研究化學程序,均不是容易習得的技藝。化學程序用流程圖來取代,不僅可以知道程序裝置為何,而且也知道流體與能量是如何連接的。所謂程序的綜合就是設計一種程序操作的順序,以便將原料轉化成產品,其中包括很多種方法,這些方法必須依據其安全性、可靠性、投資和操作成本,以及總利潤等因素來加以比較,并則其最佳者。此時,這只是我們在腦海中的設計,并沒有進行實際操作,因此我們也不可能知道操作的結果,我們就需要計算機的幫助,在計算機的幫助下,我們就可以提前預測工程設計的結果。
2計算機在化學工程中的應用
2.1建立數學模型
工程上的計算是以函數,尤其是數值函數為基礎的。所謂數值函數就是說在函數的定義域中每一點x就可得位移的f{x}值,此值成為f在x處的值。例如,如何表示空氣的cp{T,P}函數?我們可以利用計算機,輸入程序,就會得到很精確的結果(表1)。除了上述問題,還有很多化學工程的數據處理的過程模擬,如:非線性方程求解、線性方程組的迭代求解、常微分方程數值解、偏微分方程數值解等等,都是先建立一個數學模型,然后帶入計算機,最終得出一系列結果的。
2.2Office軟件在化學工程中的應用
隨著計算機的普及,越來越多的人把原本紙上的工作轉移到計算機中去了。化學工程學科需要處理大批文檔工作。譬如,化工論文的書寫、化工文獻的編輯、化工產品的說明,這些文檔中常常會有大量的圖表、公式、特殊符號,會話費人們大量的精力和時間,進而影響新信息的及時傳播。有了Office中的Word軟件,處理上述問題就方便多了。Word軟件能夠比較輕松地輸入各種文檔,還可以對文檔進行多種編輯處理。編輯化工論文時經常用到的功能如:
(1)改變字體大小。
(2)隨意設定版面。
(3)利繪圖工具繪制實驗流程圖,并修改。
(4)利用公式編輯器編輯數學公式及化學反應式。
(5)可插入表格及頁碼。
(6)復制和刪除方便。Excel工具的強大的分析數據功能可以將數據進行統計,然后將其規律性地展示出來。在處理化工數據時,我們可以利用Excel工具進行求平均值、自編公式計算等。
2.3Origin在化學工程數據處理中的應用
Origin是具有較強功能的實驗數據處理軟件。可利用Origin進行圖形生成,我們可以在軟件中輸入實驗后得到的數據,通過軟件得到實驗數據曲線圖。圖1為利用Origin工具繪制的實驗數據圖。通過圖形或曲線,可以清晰明了地把大數據展示給他人,并從中發現數據之間的規律,以便更好地進行實驗。
3結語
在了解化學工程的基本認識后,再通過計算機Office、Origin、AutoCAD軟件在化學工程中的實際應用,可以使讀者概括地了解計算機在化學工程中的應用。
作者:尹小社 單位:中藍連海設計研究院
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