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淺析化學(xué)工程與工藝論文
化學(xué)工程，研究化學(xué)工業(yè)和其他過(guò)程工業(yè)生產(chǎn)中所進(jìn)行的化學(xué)過(guò)程和物理過(guò)程共同規(guī)律的一門(mén)工程學(xué)科。下面是小編為你帶來(lái)的淺析化學(xué)工程與工藝論文 ，歡迎閱讀。
摘要：近代的化學(xué)工業(yè)是廣泛應(yīng)用現(xiàn)代化學(xué)理論和化工技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種知識(shí)密集型工業(yè)，它與科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)�；瘜W(xué)領(lǐng)域的科學(xué)成就是化學(xué)工業(yè)不斷創(chuàng)新的前提和條件。本文對(duì)化學(xué)工程與工藝特點(diǎn)進(jìn)行一個(gè)分析。
關(guān)鍵詞：化學(xué)工業(yè) 化學(xué)工程與工藝 創(chuàng)造 技術(shù) 產(chǎn)業(yè) 專(zhuān)業(yè)
1 化學(xué)工程與工藝概述
化學(xué)工程，簡(jiǎn)稱(chēng)化工，是研究以化學(xué)工業(yè)為代表的，以及其他過(guò)程工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中有關(guān)化學(xué)過(guò)程與物理過(guò)程的一般原理和規(guī)律，如石油煉制工業(yè)、冶金工業(yè)、食品工業(yè)、印染工業(yè)等，并應(yīng)用這些規(guī)律來(lái)解決過(guò)程及裝置開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、操作等問(wèn)題，它是以數(shù)學(xué)及少量的物理觀(guān)念為基礎(chǔ)應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)上，主要研究大規(guī)模改變物料中的化學(xué)組成及其機(jī)械和物理性質(zhì)，來(lái)替生產(chǎn)化學(xué)品或是物料工廠(chǎng)提供一個(gè)反應(yīng)流程設(shè)計(jì)方式。實(shí)驗(yàn)研究、理論分析和科學(xué)計(jì)算已經(jīng)成為當(dāng)代化工研究中不可或缺的三種主要手段。
化學(xué)工程的研究領(lǐng)域最初只是化工單元操作，如：輸送現(xiàn)象(為化工學(xué)科當(dāng)中“單元操作”的理論基礎(chǔ))、化工熱力學(xué)輸送現(xiàn)象。隨著發(fā)展，后來(lái)又發(fā)展出一些新的分支，化學(xué)工程領(lǐng)域的分支龐大，可應(yīng)用在各類(lèi)化學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的研究及實(shí)務(wù)上的操作，因應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，以化工的知識(shí)背景為基礎(chǔ)，例如半導(dǎo)體工業(yè)。隨計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，數(shù)值模擬(cfd)在化工的發(fā)展占據(jù)重要的地位。
2 化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)簡(jiǎn)介
2.1 化學(xué)工程與工藝任務(wù)。根據(jù)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的性質(zhì)，化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)習(xí)化學(xué)工程學(xué)與化學(xué)工藝學(xué)等方面的基本理論和基本知識(shí)，受到化學(xué)與化工實(shí)驗(yàn)技能、工程實(shí)踐、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、科學(xué)研究與工程設(shè)計(jì)方法的基本訓(xùn)練.具有對(duì)現(xiàn)有企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行模擬優(yōu)化、革新改造，對(duì)新過(guò)程進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行研制的基本能力。由于涉及化工的學(xué)科和領(lǐng)域很多，化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)除了讓學(xué)生學(xué)習(xí)一般應(yīng)用化工的基本知識(shí)和基本技能外，還應(yīng)該結(jié)合本地區(qū)、本行業(yè)及本校的實(shí)際情況，重點(diǎn)學(xué)習(xí)化工在某個(gè)或某幾個(gè)領(lǐng)域中的具體應(yīng)用，以便形成不同高校應(yīng)用化工專(zhuān)業(yè)的特色專(zhuān)業(yè)方向。
2.2 化學(xué)工程以及化學(xué)工業(yè)的一些特點(diǎn)。以物理學(xué)、化學(xué)和數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，并結(jié)合工業(yè)經(jīng)濟(jì)基本法則，研究化工單元操作以及有關(guān)的流體力學(xué)、傳熱和傳質(zhì)原理、熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)等在化學(xué)工業(yè)上的應(yīng)用，以指導(dǎo)各種過(guò)程及其設(shè)備的開(kāi)發(fā)、改進(jìn)和發(fā)展屬于化學(xué)工程學(xué)的內(nèi)容�；瘜W(xué)工程是隨著化學(xué)工業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)展而形成的�；瘜W(xué)工程包括過(guò)程動(dòng)態(tài)學(xué)及控制、化工系統(tǒng)工程、傳遞過(guò)程、單元操作、化工熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程等方面�；瘜W(xué)反應(yīng)是化工生產(chǎn)的核心部分，提供過(guò)程分析和設(shè)計(jì)所需的有關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，研究傳遞過(guò)程的方向和極限，化工熱力學(xué)是單元操作和反應(yīng)工程的理論基礎(chǔ)，它決定著產(chǎn)品的收率，對(duì)生產(chǎn)成本產(chǎn)生重要影響。對(duì)單元操作的研究，可用來(lái)指導(dǎo)各類(lèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)和化工設(shè)備的設(shè)計(jì);傳遞過(guò)程是單元操作和反應(yīng)工程的共同基礎(chǔ)，化學(xué)工業(yè)在新的形勢(shì)下要求處于化學(xué)核心地位的催化技術(shù)和化學(xué)工程都必須用跨學(xué)科的戰(zhàn)略進(jìn)行多學(xué)科的研究。動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞，這三種傳遞，實(shí)質(zhì)上就是各種單元操作設(shè)備和反應(yīng)裝置中進(jìn)行的物理過(guò)程。
合成化學(xué)是化學(xué)學(xué)科的核心，化學(xué)家不僅發(fā)現(xiàn)和合成了眾多天然存在的化合物，同時(shí)也創(chuàng)造了大量非天然的化合物，使人類(lèi)社會(huì)所有的化合物達(dá)到2230萬(wàn)個(gè)(美國(guó)化學(xué)文摘1999年12月10日收錄的化合物數(shù))，并且以幾個(gè)月就有100萬(wàn)個(gè)的速度發(fā)展，大量新化合物的產(chǎn)生是化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)。信息技術(shù)及工程技術(shù)的進(jìn)步為設(shè)備和工藝創(chuàng)新創(chuàng)造了條件，推動(dòng)了化工行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。 化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)和許多深度加工的產(chǎn)品更新?lián)Q代快，要求化學(xué)工業(yè)必須不斷發(fā)展和采用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，從而提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。不斷尋求技術(shù)上最先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)上最合理的方法、原理、流程和設(shè)備是化學(xué)工業(yè)工藝創(chuàng)新追求的目標(biāo)�；ば录夹g(shù)開(kāi)發(fā)程序是一套科學(xué)的程序，它是以市場(chǎng)為導(dǎo)向、以創(chuàng)新為宗旨，以工業(yè)化和商業(yè)化為目的的創(chuàng)新過(guò)程。世界上經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家化學(xué)工業(yè)的研究開(kāi)發(fā)費(fèi)用、科研人員以及專(zhuān)利和文獻(xiàn)的數(shù)量都居各工業(yè)部門(mén)的前列。
3 化學(xué)工程與工藝實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析
傳統(tǒng)的化工實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理是相當(dāng)復(fù)雜的，需要花費(fèi)大量的人力物力，由于化工實(shí)驗(yàn)需要平行實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)處理過(guò)程的重復(fù)性也非常大。借助MATLAB軟件的應(yīng)用，可以使人們從大量的數(shù)據(jù)處理當(dāng)中解脫出來(lái)。
化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)是初步了解、學(xué)習(xí)和掌握化學(xué)工程與工藝科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究方法的一個(gè)重要的實(shí)踐性環(huán)節(jié)�；�(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)流程較長(zhǎng)，規(guī)模較大，數(shù)據(jù)處理也較為復(fù)雜。因此依靠計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)會(huì)使繁瑣的數(shù)據(jù)處理過(guò)程變得簡(jiǎn)單快捷，大大提高工作效率。數(shù)據(jù)處理是每一個(gè)化學(xué)工程實(shí)驗(yàn)必不可少的步驟，也是至關(guān)重要的一個(gè)步驟。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以建立過(guò)程模型、分析工藝技術(shù)的可行條件。但是化工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理往往并不是那么簡(jiǎn)單，它需要通過(guò)復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，若僅僅依靠手工計(jì)算則需要花費(fèi)大量的時(shí)間，而且化工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理量很大、重現(xiàn)性很高，因此應(yīng)用計(jì)算機(jī)來(lái)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以大大提高工作效率�；瘜W(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)是一個(gè)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的專(zhuān)業(yè)學(xué)科。實(shí)驗(yàn)的目的是通過(guò)有限的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)去尋找某一對(duì)象或某一過(guò)程中各參數(shù)之間的定量關(guān)系，從而揭示某化工過(guò)程所遵循的客觀(guān)規(guī)律。
MATLAB在化學(xué)工程與工藝實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行初步的嘗試。傳統(tǒng)的化工實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理是相當(dāng)復(fù)雜的，需要花費(fèi)大量的人力物力，由于化工實(shí)驗(yàn)需要平行實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)處理過(guò)程的重復(fù)性也非常大。而MATLAB是一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件，能夠方便地繪出各種函數(shù)圖形，一方面可以解決符號(hào)演算問(wèn)題，另一方面可以解決數(shù)學(xué)中的數(shù)值計(jì)算問(wèn)題。MATLAB的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號(hào)和圖像的處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試和測(cè)量、財(cái)務(wù)建模和分析以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。它已成為國(guó)際控制界的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算軟件。借助MATLAB軟件的應(yīng)用，可以使人們從大量的數(shù)據(jù)處理當(dāng)中解脫出來(lái)，利用MATLAB軟件編寫(xiě)一個(gè)數(shù)據(jù)處理程序：只需輸入任意一組原始數(shù)據(jù)，就可以把實(shí)驗(yàn)結(jié)果，數(shù)據(jù)模型以及作圖一起顯示出來(lái)。
4 結(jié)束語(yǔ)
21世紀(jì)世界進(jìn)入資源、能源短缺的時(shí)代，解決由國(guó)家提出的節(jié)約資源對(duì)保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境的任務(wù)，需要化學(xué)與化工學(xué)科的共同發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)提出轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，為此，化工教育首先要端正學(xué)生和家長(zhǎng)對(duì)化工產(chǎn)生的片面認(rèn)識(shí)。融合從分子水平的化學(xué)到大規(guī)模制各工程科學(xué)的寬闊視野，現(xiàn)代化學(xué)工程教育內(nèi)容既應(yīng)跨越和涵蓋整個(gè)化學(xué)和化工領(lǐng)域，也仍要重視工程教育的特征，強(qiáng)化工程實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，完成化學(xué)工程教育的歷史任務(wù)，探討化工與其他學(xué)科的跨學(xué)科交叉，并落實(shí)到教學(xué)實(shí)踐中，正確認(rèn)識(shí)化學(xué)工程的學(xué)科范式和內(nèi)涵。
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