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计算机在化工中的应用


计算机在化学化工中的应用
20141302125 14 化艺 1 班 陶伟

摘要: 随着计算机在人类生活各个领域应用的不断深入,其价值越来越被人们承 认。 特别是近十年来,各种小型、微型电子计算机和专用电子计算机的不断出现, 使计算机在化学化工领域中的应用得到了进一步的普及发展。 人们将计算机技术 引入化工领域以达到缩短开发时间、节省开发费用、方便

控制与管理、加快问题 解决步伐、 确保工程可行性等目的,这使得计算机技术与化工领域的关系日益密 切、相辅相成、共同发展。 关键词: 计算机 化学化工 应用

前言:化工专业是我国设置较早,分布较广的“老专业”,现 已在遍布全国的近百所高校招生。 而计算机技术的出现使化工行业得 到了前所未有的大发展,计算机在化工领域中的应用,大大缩短了化 工产品的研究、开发和设计周期,提高了产品质量,增强了企业的市 场竞争力[1]。因此,培养适合当今社会发展的、具有计算机应用能 力的化工人才是各高校化工专业的主要目标之一。 随着计算机技术的飞速发展,它在化工设计中的应用范围日益扩大, 由局部辅助发展到全面辅助, 计算机的发展对化工设计的影响也越来 越重要性已成为必然的趋势。对化工设计而言,从由分子结构出发预 测物质的物性到工艺过程的设计、 分析直至绘图, 均可由计算机完成, 可用一句话简单地概括计算机在化工设计中的作用: 模拟计算和绘图。 化工过程所涉及到的模拟包括微观过程或结构分子模拟到研究宏观 过程的流程模拟。绘图是计算机科学的一个重要分支,在工程设计中 用计算机绘图通常为计算机辅助设计,简称 CAD。化工设计是一个系 统工程, 除了工艺路线设计、 设备计算、 绘图等以外, 还有环境评估,

经济效益, 社会效益等大量的工作, 这些都可以借助于计算机来完成。 计算机与化工两者互相影响、渗透与结合,已经并将继续给化工设计 带来影响和改变。
1、计算机在化工领域中的重要性

计算机已经成为当今社会一个常用的必不可少的工具, 尤其对于 理工科学生来说,计算机更是其未来工作当中的主要工具。在化学工 程领域内,计算机的应用范围非常广泛,诸如设计、分析、控制、操 作及研究等。 并随着科技的进步, 计算机在化工上的应用将日益增多。 如在化工中最常见的制图为例, 在计算机普及之前都是用手工绘 制复杂的分子结构图、试验装置图和化工工艺流程图等,既费时又费 力,常常占用工作人员大量的时间和精力。而随着计算机的普及,这 些工作已经完全依靠计算机来完成, 如在绘制分子结构图方面常用的 化学软件有 Aspen、Origin、Chemdraw、Mathtype 、SolidWork 等。 而化工工程人员和研究人员则利用更为专业的 AutoCAD 来绘制大型 的试验装置图和化工工艺流程图等。 利用计算机来绘制图形不但省时 省力,而且易于保存和传阅。因此,化工专业的大学生在大学期间就 应该掌握这些和化工有关的专业计算机知识, 并随着新的软件和技术 的出现,不断更新现有的知识,才能真正适应社会的需要。
2、计算机在化工设计中的应用

计算机在化工设计上的应用主要体现在计算机辅助制图和化工模拟 设计中。

2.1 计算机辅助制图

化工行业应用计算机辅助制图设计 CAD(Computer aided design)技 术起步较早,目前,化工设计使用最多的通用图形软件 AutoCAD 系统, 可以替代图板及计算器并按照化工制图标准绘制化工机器图、 化工设 备图、工艺流程图等。
2.2 计算机化工模拟设计

应用计算机辅助计算的化工模拟能大大提高化工设计的品质和效率。 模拟设计的主要工作是将一个由许多单元过程组成的化工流程用数 学模型表现。如今 Aspenplus 和 Pro II 等不仅能做物料和热量衡算, 还能做单元过程计算和设计方案优选或优化,被广泛应用在化学工程、 石油炼化、制药等过程设计领域。
3、计算机在化工科研和教学中的应用

计算机为教学与科研提供了一种强有力的工具,其应用非常广泛,常 用在计算机数据处理与数值计算、 计算机仿真和计算机信息检索等方 面。
3.1 计算机数据处理与数值计算

计算机数据处理与数值计算应用软件层出不穷且日趋完善。如美国 Origin Lab 公司的 Origin 科技绘图和数据分析软件是国际科技出版 界公认的标准作图软件,而由 Math Works 公司创建的 Matlab 软件自 20 世纪 90 年代以来,已成为数值计算软件佼佼者。
3.2 计算机化工仿真

仿真是指利用系统模型对真实系统或设想系统的本质和规律进 行研究、分析和实验的方法。它将传统经典的授课内容形象化,逼真 地将枯燥的管道、阀门、调节器及分析仪器等化工仪器设备形象再现 在学生面前,提高了教学效果和教学效率。计算机化工仿真在化工中 的应用主要体现在化工教学和生产实习环节。 如计算机化工原理实验 课仿真操作系统通过动态数学模型进行模拟实验现象,通过互动动画 模拟现场的真实操作,产生和真实实验一样的操作结果。在化工生产 实习环节中,学生通过计算机仿真系统的上机操作,可以了解工厂工 艺流程,从而进一步学习和掌握化工过程系统的操作原理,加强工艺 工程意识,锻炼分析问题和解决问题的能力。
3.3 计算机化工信息检索

熟悉网上信息检索是化工教育信息化的基本要求。目 前,Internet 已经成为最大的信息载体和传输工具,借助于 Internet 进入数据库可直接获得绝大多数化工文献和其他化工信息。 与化工直 接相关的资源导航系统是化工资源导航系统 CRGI( Chemical engineering resource guides oninternet),网上化学资源导航系统 很多,侧重各不相同,服务对象也有差异。如 Links for chemists 由 英国利物浦大学创建,近年来知名度急剧提高,网站的访问人数不断 攀升。
4、总结

在信息时代的今天, 如何选择最重要和最适合化工专业的计算机 教学内容也是一个值得继续商榷的问题。另外,建立一支既懂计算机

又熟悉化工知识的专业教师队伍也是一个刻不容缓的问题。 传统的化 工专业教师往往不太熟悉计算机, 而教计算机的教师往往对化工领域 也不太熟悉,因此,在实际教学中,往往出现教学和实际相脱节的现 象,使化工专业的学生无法学到最实用的知识。同时,计算机知识日 新月异,软件的更新换代频率也越来越快,因此,教师队伍本身也应 加强自学,确保把最新的知识传授给学生。所以,计算机在化工方面 的应用依然是需要深入研究的内容。
参考文献:
[1]温福星,张春娟.计算机在化工中的应用[J].现代企业教育,2009,10:143-144. [2]杨榛,浦伟光,隋志军,魏永明.计算机在化工中的应用与进展[J].化学世界,2009,11:697-699+656. [3]殷伟.计算机在化学化工中的应用[J].中国科技信息,2005,02:26. [4]刘国扬,陈卫如.计算机在化工中的应用[J].广东化工,2012,09:27-28. [5]许志宏.化学化工学科与计算机技术的结合与发展[J].计算机与应用化学,2008,09:1053-1056.


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