計算機在化學(xué)化工中的應(yīng)用-課程小論文

1、 Yibin University 課程 小 論 文 題 目 計算機在化學(xué)化工中的應(yīng)用 系 別 化學(xué)與化工學(xué)院 專 業(yè) 學(xué)生姓名XXX X 學(xué) 號 年級 指導(dǎo)教師 XXX X職稱摘要電子計算機已在化工的開發(fā)研究、 設(shè)計、 控制、 管理, 以及其他方面得到了 廣泛的應(yīng)用, 特別是近十年來, 各種小型、 微型電子計算機和專用電子計算機的 不斷出現(xiàn), 使電子計算機在化學(xué)化工領(lǐng)域中的應(yīng)用得到了進一步的普及發(fā)展。 本文為了更好的研究計算機在化學(xué)化工領(lǐng)域中的應(yīng)用, 列舉出了一些目前關(guān) 于計算機在化學(xué)化工中應(yīng)用的方向。本文主要包括兩部分:一、前言部分;二、計算機在化學(xué)化工應(yīng)用的幾大方向。關(guān)鍵詞:計算機、化學(xué)

2、、化工、應(yīng)用目錄前言 .21、計算機在化工過程控制方面的應(yīng)用 . 32、計算機繪圖在化工中的應(yīng)用 .33、計算機輔助化工過程設(shè)計模擬系統(tǒng)的應(yīng)用 .44、計算機在化學(xué)分析方面的應(yīng)用 .45、計算機在涂料、橡膠等配方上的應(yīng)用 . 5結(jié)論 .5參考文獻(xiàn) . 5前言電子計算機幾乎在化工各領(lǐng)域中得到應(yīng)用, 并且越來愈顯示出它的優(yōu)越性 和生命力。 我國在化工領(lǐng)域中應(yīng)用電子計算機已經(jīng)歷了一段艱難的里程, 現(xiàn)開始 取得了一定的經(jīng)濟效益和社會效益, 從而受到了廣泛的重視。 實踐證明, 電子計 算機的應(yīng)用, 對開發(fā)研究, 推動技術(shù)進步, 提高產(chǎn)品質(zhì)量, 節(jié)約能源和原材料, 促進生產(chǎn)發(fā)展, 加速企業(yè)管理現(xiàn)代化等都有

3、重要的作用。 而且, 以提高經(jīng)濟效益 和社會效益為中心, 進一步開拓電子計算機在化工領(lǐng)域中的應(yīng)用將有廣闊的發(fā) 展前景。目前, 電子計算機已在化工的開發(fā)研究、 設(shè)計、 控制、 管理, 以及其他方面 得到了廣泛的應(yīng)用, 特別是近十年來, 各種小型、 微型電子計算機和專用電子計 算機的不斷出現(xiàn), 使電子計算機在化工領(lǐng)域中的應(yīng)用得到了進一步的普及發(fā)展。 培訓(xùn)操作人員, 進行單元裝置尺寸優(yōu)化, 改進現(xiàn)有裝置操作條件等。國內(nèi)也引進了一些穩(wěn)態(tài)和動態(tài)流程模擬系統(tǒng)軟件, 并在此基礎(chǔ)上作了消化、 吸收及改進等工作。 從發(fā)展趨勢來看, 從事化工的科技人員掌握電子計算機技術(shù) 是直接影響到開發(fā)研究工作的水平。1、計算機

4、在化工過程控制方面的應(yīng)用自二十世紀(jì)五十年代末期,。 第一臺計算機應(yīng)用于控制以來, 便開始了轟轟 烈烈的計算機工業(yè)應(yīng)用時代。但當(dāng)時由于計算機造價很高,功能低 ,運算速度 慢,再加上硬件不過關(guān), 可靠性低,功能軟件差, 不僅沒給生產(chǎn)帶來明顯好 處, 反而嚴(yán)重地影響了生產(chǎn),很大程度上偏離了應(yīng)用的初衷。隨著科技的進步計算機各方面性能越來越得到改善,其給生產(chǎn)帶來的優(yōu)越性也 漸漸體現(xiàn)出來。七十年代,一些著名的儀表公司推出了 DCS 集散控制系統(tǒng),使 計算機集中控制和直接數(shù)字控制得以在全球迅速推廣應(yīng)用。八十 年代,計算機 過程控制已進人高一層次, 可完成 PID 控制, 順序控制和能量控制, 圖示功能得 到

5、增強,并能實現(xiàn) PID 參數(shù)自整定。九十年代以來,發(fā)展更為迅速,RISC 工作 站使圖形窗口更完善,操作更方便,人機接口,容錯技術(shù)和通訊網(wǎng)絡(luò)都得到進一 步發(fā)展。隨著計算機的飛速發(fā)展, 其在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用愈來愈廣泛, 結(jié)合愈來愈 緊密, 大大地提高了生產(chǎn)力,安全因素也得以增強,使一些隱患及時被發(fā)現(xiàn), 從而消除在萌芽狀態(tài)。 生產(chǎn)過程自動化的實現(xiàn), 能根本改變勞動方式, 提高工人 文化技術(shù)水平。當(dāng)今化工行業(yè)的迅猛發(fā)展,一定程度上也是受了計算機在化工 過程控制方面發(fā)展迅速的影響。2、計算機繪圖在化工中的應(yīng)用所謂計算機繪圖,狹義地理解,即為用計算機驅(qū)動打印機畫出所需的圖形。 而事實上在繪圖輸出之前,

6、通常要把所畫圖形預(yù)先顯示在計算機屏幕(顯示器 CRT 上, 以便人們對所畫圖形是否正確加以判斷, 一旦發(fā)現(xiàn)錯誤, 即重新調(diào) 試。 這樣就可將很多錯誤消滅在繪圖輸出之前, 以保證所繪圖形正確無誤。 所以計算機繪圖可廣泛地應(yīng)用在化學(xué)工業(yè)中。 隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展, 超大規(guī)模 集成電路的成本不斷降低, 圖形輸出設(shè)備的種類和功能日益增強, 價格也不斷 下降。圖形輸出設(shè)備按輸出平臺大體可分為:圖像顯示器、數(shù)字化繪圖儀和打印 機。 目前, 市場上有各種規(guī)模適合各種需要的計算機圖形軟件出售, 這些圖形往 往具有交互功能, 操作者可利用鼠標(biāo)、鍵盤方便地與計算機進行對話輸人和修 改。 目前微機上, 使用較多

7、的一個通用圖形軟件是美國 AutoDesk 公司發(fā)布的 CAD, 它適宜于一般 CAD 應(yīng)用軟件的二次開發(fā)。 現(xiàn)在越來越多的化工制圖都使用這種軟 件直接由計算機生成圖形。3、計算機輔助化工過程設(shè)計模擬系統(tǒng)的應(yīng)用計算機輔助化工過程設(shè)計模擬系統(tǒng)是一個知識系統(tǒng), 又稱專家系統(tǒng), 其在 過程設(shè)計中的作用是不言而喻的。 這是由化工過程的特性及其設(shè)計活動的特點決 定的。由于化工過程的復(fù)雜性、 非線性及不確定性因素的存在, 要想使其整個設(shè)計 過程達(dá)到 “模型化”, 至少目前難以做到。 而過程設(shè)計包括各種各樣的問題, 如:過程綜合、方法選擇、嚴(yán)格的設(shè)計及規(guī)范的開發(fā)、經(jīng)濟評價、安全性及穩(wěn)定性分 析等。 這使得專

8、家系統(tǒng)可以在許多方面用于支持過程設(shè)計, 如:過程合成、 選擇 方法、 使設(shè)計過程自動化、 選擇材料、 選擇熱力學(xué)模型及估算物理性質(zhì)等。 目前, 支持過程設(shè)計的專家系統(tǒng)還處于發(fā)展階段, 有些屬于開發(fā)工具的范疇。 多數(shù)過程 工程專家系統(tǒng)集中于換熱網(wǎng)絡(luò)合成及分離過程合成等。 分離系統(tǒng)以發(fā)表的研究大 多處于概念及原型階段。 隨著知識和經(jīng)驗在過程綜合中的作用, 專家系統(tǒng)在過細(xì) 設(shè)計中的地位也得到重視和加強。 現(xiàn)正加強研究智能工程、 思維科學(xué)及人工智能 技術(shù), 以達(dá)到模仿人類專家思維、 推理和決策的過程, 從而使這部分工作的計算 機化能再上一個新臺階。4、計算機在化學(xué)分析方面的應(yīng)用古老的化學(xué)分析方法盡管有

9、自身的特點,但主要應(yīng)用于常量分析, 在分析速 度、 靈敏度等方面常不能達(dá)到要求。 近幾年來, 計算機與有關(guān)儀器聯(lián)用, 進行物 質(zhì)的定性、 定量測定, 取得了很大的進展。 絕大多數(shù)儀器是將被測組分的濃度變 化或物理性質(zhì)變化轉(zhuǎn)變成某種電性能(如電阻、電導(dǎo)、電位、電容、電流等 , 實現(xiàn)了自動化和連接電子計算機,能夠進行微量組分、痕量組分的測定。因此具有檢測限低、快速、靈敏、操作簡單等一系列優(yōu)點。比如在進行有機化合物結(jié)構(gòu) 分析的時候, 近年來發(fā)展了核磁共振波譜分析, 使物質(zhì)進入磁場后,改變磁場強 度進掃描運用計算機手段繪出核磁共振譜對譜圖進行分析就可以得到有機化合 物的結(jié)構(gòu)信息。 在氣相色譜中, 通過

10、計算機對各組分進行分離、 分析、 繪色譜圖, 甚至直接運用計算機軟件對圖形進行處理, 為分析員提供了很多便利。 現(xiàn)在, 運 用自動化進行有關(guān)物質(zhì)的定性、 定量分析的發(fā)展越來越快, 解決了許多以前分析 中難以解決的問題, 為化工分析帶來了很大方便。 可以想象, 自動化應(yīng)用于化工 分析, 仍有很大的發(fā)展空間。5、計算機在涂料、橡膠等配方上的應(yīng)用電子計算機在涂料工業(yè)中也有應(yīng)用, 目前主要表現(xiàn)在以下幾個方面:優(yōu)化配 方(包括合成樹脂、溶劑、磁漆等的設(shè)計。計算機配色,試驗數(shù)據(jù)的處理和分 析;計算機在涂料測試技術(shù)中的應(yīng)用;涂料生產(chǎn)廠的設(shè)計和生產(chǎn)自動化控制; 涂 裝系統(tǒng)的設(shè)計與自動化控制等。涂料配方設(shè)計與計算舉例:通過計算機可完成下列工作:1、在給定的配方 下,計算出涂料的諸常數(shù)及生產(chǎn)成本;2、在已知部分常數(shù)的情況下,求出滿足 某些條件的配方; 3、 在已知部分常數(shù)的情況下, 調(diào)整顏料種類和用量上的錯誤; 4、將涂料制造中的生產(chǎn)批量、損失、流向等數(shù)據(jù)綜合起來。制定出生產(chǎn)現(xiàn)場的 基本配方。 總之, 通過計算機可以進行原料的選擇和配方計算, 還可以求出磁漆