MATLAB在化学工程与工艺实验数据处理中的应用*摘要]本文对MATLAB在化学工程与工艺实验中的应用进行了初步的尝试,传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来。本文以“化工原理”实验为例,利用MATLAB软件编写一个数据处理程序:只需输入任意一组原始数据,就可以把实验结果,数据模型以及作图一起显示出来。[关键词]化学工程与工艺;专业实验;数据处理;Matlab一、引言化学工程与工艺专业实验是初步了解、学习和掌握化学工程与工艺科学实验研究方法的一个重要的实践性环节。专业实验不同于基础实验,其目的不仅仅是为了验证一个原理、观察一种现象或是寻求一个普遍适用的规律,而应当是为了有针对性地解决一个具有明确工业背景的化学工程与工艺问题。[1]化工实验的特点流程较长,规模较大,数据处理也较为复杂。因此依靠计算机处理数据会使繁琐的数据处理过程变得简单快捷,大大提高工作效率。数据处理是每一个化学工程实验必不可少的步骤,也是至关重要的一个步骤。通过实验可以建立过程模型、分析工艺技术的可行条件。但是化工实验数据的处理往往并不是那么简单,它需要通过复杂的数学计算,若仅仅依靠手工计算则需要花费大量的时间,而且化工实验数据的处理量很大、重现性很高,因此应用计算机来处理实验数据可以大大提高工作效率。化学工程与工艺专业是一个以实验为基础的专业学科。实验的目的是通过有限的实验点去寻找某一对象或某一过程中各参数之间的定量关系,从而揭示某化工过程所遵循的客观规律。由于人力、物力、时间等条件的限制,任何实验所能完成的实验点都是有限的,如何根据这些有限的实验点归纳出各参数之间的关系,便是实验数据的处理问题。由于化工过程的复杂性,实验过程中各参数之间的关系往往是非线性的,数据处理或数据拟合的工作量往往比较大,且计算过程也比较繁琐。若能利用计算机进行数据处理,不仅处理结果的准确度很高,而且还会省下很多不必浪费的人力和时间,大大提高了工作效率。Matlab是集数学计算、结果可视化和编程于一身,能够方便地进行科学计算和大量工程运算的工程软件。它具有简单易用、人机界面良好,能使繁琐的科学计算和编程变得日益简单和准确有效。[2]本文以两个化工原理实验为例,阐述利用Matlab软件处理化工实验数据与人工处理相比较带来的方便,而且数据的结果更精确,误差更小。Matlab软件是一种简单易学的编写语言。它具有支持多平台操作系统(Windows、Unix等)、编写效率高、用途广泛、功能超强、程序极容易维护等等优点。二、数据处理程序的设计(一)程序框图由于化工实验有很多,而且每一个实验数据的处理的步骤、公式都不一样,所以很难用一个程序来描述。但是,每一个实验都有类似之处,因此每一个程序都可以用如图2-1来描述。这样则可以利用Matlab中的polyfit()函数进行线性拟合,此即为本文编写数据处理程序的基本原理。基本数据库从文献中只能查出特殊温度下的物性数据。例如:10℃、20℃、30℃等。但是工业生产中的温度就不可能那么凑巧和文献符合,因此,需要我们进行计算。平时学习中遇到这样的问题,我们往往是选两个相近的数据近似认为它们是线性关系,然后采用内插或外推法计算出工作温度下的物性常数。本文中所编写的程序把温度与密度、温度与粘度进行多项式拟合,使它们之间有两两对应关系。即在程序运行后,只需输入工作温度,程序就可以得到该温度下所需的物性常数。(三)程序的调试与运行结果流体阻力原始数据输入三、结论在化学工程与工艺实验中用Matlab软件处理实验数据是很有必要的。以本文中的化工原理实验为例,每一次实验都有大量的数据要处理,我们只要处理自己的原始数据,但教师在批改时就要把我们所有的实验数据都要计算,这个工作量是很大的。有了数据处理程序,教师只需要输入原始数据,运行程序后,就可了解学生的实验是否做得好、实验数据处理结果是否准确,这就可以节省很多的时间。在实际工程中,需要处理的数据更多,计算公式更加复杂,有时为了导出计算公式,还需要建立复杂的数学模型,手工计算基本是不可能完成的。因此,把Matlab软件应用到化学工程与工艺实验中进行实验数据的处理是十分必要的。(责任编辑:张明德)参考文献:[1]房鼎业,乐清华,李福清主编化学工程与工艺专业实验[M]北京:化学工业出版社,[2]李丽,王振领编著MATLAB工程计算机应用[M]北京:人民邮电出版社,[3]黄华江编著实用化工计算机模拟———MATLAB在化学工程中的应用[M]北京:化学工业出版社,[4]姚玉瑛主编化工原理(新版)(上册)[M]天津:天津大学出版社,
传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重，目前全世界每年产生的有害废物达3亿吨～4亿吨，给环境造成危害，并威胁着人类的生存。化学工业能否生产 出对环境无害的化学品？甚至开发出不产生废物的工艺？有识之士提出了绿色化学的号召，并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学又称环境友好化学、环境无害化学、清洁化学，是用化学的技术和方法去减少或消除有害物质的生产和使用。绿色化学的核心是：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。按照绿色化学的原则，在理想的化工生产方式是：反应物的原子全部转化为期望的最终产物。的主要特点是：1．充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；2．在无毒、无害的条件下进行反应，以减少向环境排放废物；3．提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；4．生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。绿色化学给化学家提出了一项新的挑战，国际上对此很重视。1996年，美国设立了“绿色化学挑战奖”，以表彰那些在绿色化学领域中做出杰出成就的企业和科学家。绿色化学将使化学工业改变面貌，为子孙后代造福。 绿色化学指什么？哪个国家最先提出这个口号？ 绿色化学是20世纪90年代出现的一个多学科交叉的研究领域。它可以诠释为环境友好化学，其核心内涵是反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和生产有害物质。 绿色化学的口号最早产生于化学工业非常发达的美国。1990年，美国通过了一个“防止污染行动”的法令。1991年后在，“绿色化学”由美国化学会（ACS）提出并成为美国环保署（EPA）的中心口号。经过十多年的研究和探索，绿色化学的研究者们总结出了绿色化学的12条原则，这些原则可作为实验化学家开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的指导方针和标准。
化工原理在生活中的应用,写一篇论 通过，分析对待
这个其实就是一个小型的毕业设计论文 每个人根据学号分配原始数据,计算方法大家都差不多,就是数不一样,大约两周时间,这期间没有课,图还是要画的,就是拿大板和丁字尺,不过没事,大家图都是一样的,老师也可能会给模板,我们是王祝敏教的你要是只想完成设计,就等其他同学写完照着扒就行了,顺利的话两天就能完成图你就早上6 7点钟去,中间别扯咸淡最晚晚上也画完了
化工原理课程是化学工业技术和化学工程科学发展的必然产物。十九世纪九十年代国外高等学校相继设置化学工程系，开出的课程大都是针对不同化工行业编写各自的生产工艺学，直到二十世纪初才明确认识到各行各业通用的物理操作的共性，并于二十年代出版了第一部化工原理教科书－Principles of Chemical Engineering，我国于上世纪二十年代创办化学工程系，并开设化工原理课程。 化工原理是一门关于化学加工过程的技术基础课，它为过程工业（包括化工、轻工、医药、食品、环境、材料、冶金等工业部门）提供科学基础，对化工及相近学科的发展起支撑作用。化工原理课程以单元操作为内容，以传递过程原理和研究方法论为主线，研究各个物理加工过程的基本规律，典型设备的设计方法，过程的操作和调节原理。化工原理课程教学包括三个环节，即：理论课教学、实验课教学和课程设计。实验课与理论课同步进行，课程设计安排在化工原理理论课之后进行。实验课程的设计思想：培养学生动手能力、观察能力、综合分析和处理问题的能力。课程设计是一个总结性的教学环节，针对化工厂中一个实际的化工单元操作，完成主体设备的工艺设计，附属设备的选型设计，主体设备总图的绘制。通过课程设计，使学生掌握化工设计的程序和方法，学会查阅资料、使用手册、选用数据和公式、合理确定工艺流程、正确进行工艺计算、用技术经济的观点评价设计结果，用文字数表图纸表达设计思想、以及严谨认真的工作态度和工作作风。
关键词规范 关键词是反映论文主题概念的词或词组，通常以与正文不同的字体字号编排在摘要下方。一般每篇可选3~8个，多个关键词之间用分号分隔，按词条的外延(概念范围)层次从大到小排列。 关键词一般是名词性的词或词组，个别情况下也有动词性的词或词组。 应标注与中文关键词对应的英文关键词。编排上中文在前，外文在后。中文关键词前以“关键词：”或“[关键词]”作为标识;英文关键词前以“Key words：”作为标识。 关键词应尽量从国家标准《汉语主题词表》中选用;未被词表收录的新学科、新技术中的重要术语和地区、人物、文献等名称，也可作为关键词标注。关键词应采用能覆盖论文主要内容的通用技术词条。选择关键词的方法 关键词的一般选择方法是：由作者在完成论文写作后，从其题名、层次标题和正文(出现频率较高且比较关键的词)中选出来。 论文正文 要点⑴引言：引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义，并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。 〈2)论文正文：正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、论证过程和结论。主体部分包括以下内容：提出问题-论点;分析问题-论据和论证;解决问题-论证方法与步骤;结论。 为了做到层次分明、脉络清晰，常常将正文部分分成几个大的段落。这些段落即所谓逻辑段，一个逻辑段可包含几个小逻辑段，一个小逻辑段可包含一个或几个自然段，使正文形成若干层次。论文的层次不宜过多，一般不超过五级。
晕，这种问题人家能回答也需要时间啊，而且你的要求那么高确只给那么点分数，也不知道多给点，至少要200分啊。
思路如下;目 录化工原理课程设计任务书 Ⅰ摘 要 Ⅱ第一章 前言 第二章 绪论 §1 设计方案 §2 选塔依据 §3 设计思路 第三章 塔板的工艺设计 §1 精馏塔全塔物料衡算 §2 常压下乙醇-水气液平衡组成与温度关系 §3理论塔的计算 §4 塔径的初步设计 §5溢流装置 §6塔板的分布、浮阀数目及排列 第四章 塔板的流体力学验算 §1气相通过浮阀塔板的压降 §2淹塔 §3 物沫夹带 §4塔板负荷性能图 第五章 塔附件设计 §1接管 §2筒体与封头 §3除沫器 §4裙座 §5吊柱 §6人孔 第六章 塔总体高度的设计 §1塔的顶部空间高度§2塔的底部空间高度§3塔总体高度第七章 附属设备设计§1 冷凝器的选择§2再沸器的选择第八章 设计结果汇总结束语参考文献主要符号说明
实践总周数：2周 ；总学分：2学分。特别是化学工程与工艺的专业，设计设计步骤。1．性质、目的化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节，是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践。通过课程设计使学生掌握化工设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练，在设计过程中还应培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。2．与其它教学环节或课程之间的先行后续关系本课程是化工原理课程教学的一个实践环节，是使学生得到化工设计的初步训练，为毕业设计奠定基础。3． 教学任务和教学基本内容围绕以某一典型单元设备（板式塔、填料塔、干燥器、蒸发器等）的设计为中心，训练学生非定型设备的设计和定型设备的选型能力。教学时数为2周，其基本内容为：(1)设计方案简介：对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。(2)主要设备的工艺设计计算(含计算机辅助计算)：物料衡算，能量衡量，工艺参数的选定，设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。(3)辅助设备的选型：典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备的规格、型号的选定。(4)工艺流程图：以单线图的形式绘制，标出主体设备与辅助设备的物料方向，物流量、能流量，主要测量点。(5)主要设备的工艺条件图：图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表。(6)设计说明书的编写。设计说明书的内容应包括：设计任务书，目录，设计方案简介，工艺计算及主要设备设计，辅助设备的计算和选型，设计结果汇总，设计评述，参考文献。整个设计由论述，计算和图表三个部分组成，论述应该条理清晰，观点明确；计算要求方法正确，误差小于设计要求，计算公式和所有数据必需注明出处；图表应能简要表达计算的结果。4． 教学基本要求通过课程设计学生应在下列几个方面得到较好的培养和训练：（1）查阅资料，选用公式和搜集数据的能力。通常设计任务书给出后，有许多数据需由设计者去搜集，有些物性参数要查取或估算，计算公式也由设计者自行选用，这就要求设计者运用各方面的知识，详细而全面的考虑后方能确定。（2）正确选用设计参数，树立从技术上可行和经济上合理两方面考虑的工程观点，同时还需考虑到操作维修的方便和环境保护的要求。也即对于课程设计不仅要求计算正确，还要求从工程的角度综合考虑各种因素，从总体上得到最佳结果。（3）正确、迅速地进行工程计算。设计计算是一个反复试算的过程，计算工作量很大，因此正确与迅速（含必要的编程能力）必需同时强调。（4）掌握化工设计的基本程序和方法，学会用简洁的文字和适当的图表表示自己的设计思想。5． 进行方式及时间安排在教师指导下集中两周时间完成，拟在第6 学期化工原理课程结束后进行 。6． 考核方式及成绩评定标准完成课程设计说明书，绘制主要设备工艺条件图（1张1号图）。课程设计说明书和图纸成绩占总成绩的80%，平时表现、出勤情况占总成绩的20%。7． 组织、要求和说明（1）本课程设计教学由化学工程与工艺教研室组织安排教师指导完成；（2）按基本要求至少应完成某一非定型设备的设计计算。（3）根据我校情况“化学工程与工艺”专业学生还应增作 “定型辅助设备的选用（在第5学期开设）”等内容。（4）此大纲的来源和参考大纲名称：本教学大纲是根据高等学校工科本科《化工原理》课程教学基本要求，并参照华东理工大学《化工原理教学大纲》，结合本校情况修订的。8．主要参考书大连理工大学化工原理教研室编《化工原理课程设计》,大连理工大学出版社,柴诚敬等编《化工原理课程设计》，天津科学技术出版社,国家医药管理局上海医药设计院编《化工工艺设计手册》（第二版），化学工业出版社，《化学工程手册》编委会编《化学工程手册》（第二版），化学工业出版社，卢焕章等《石油化工基础数据手册》，化学工业出版社，1982
化工原理课程设计引言：1、化工原理课程设计是理论联系实际的桥梁， 是进行体察工程实际问题复杂性的初次尝试。2、通过化工原理课程设计，达到综合运用化工原理课程的基本知识，基本原理和基本计算，进行融会贯通、独立思考，在规定的时间内完成指定的化工单元操作设计任务，具有初步进行工程设计的能力；达到熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序和方法；提高和进一步培养分析和解决工程实际问题的能力。
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