2022年2022年计算机在化工中的应用 .pdf

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1、计算机在化工中的应用摘要:随着人类步入信息时代，计算机在人类生活各个领域应用不断深入，其价值已经被人们承认。本文主要介绍了计算机在化学化工中的应用，包括化工过程控制、过程模拟、绘图和化学分析等方面。关键词:计算机;化工应用;化工软件一、引言计算机技术的迅猛发展对各学科的发展有着深刻的影响。化学学科中复杂计算对强大计算能力的依赖、海量化学信息对存储和管理能力的高要求、化学反应的复杂性和微观性对虚拟现实的需求、化工过程对自动化的需求等等，都要计算机的支持。尤其在近几十年来，计算机在化学化工领域中的应用、发展突飞猛进，其效率、成果取得了令人瞩目的成绩。二、计算机在化工领域的应用2.1 计算机在化工控

2、制方而的应用 70年代，一些著名的仪表公司推出了Dcs集散控制系统，使计算机集中控制和直接数字控制得以在全球迅速推广应用。80 年代，计算机过程控制己进人高一层次，可完成 IM 控制、顺序控制和能量控制，图示功能得到增强，并能实现 PID 参数自整定。90 年代以来，发展更为迅速，RISC工作站使图形窗口更完善，操作更方便，人机接口、容错技术和通讯网络都得到进一步发展。化工生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平。2.2 计算机在过程模拟中的应用人工智能是计算机发展的最高境界，也是计算机应用的重要领域。化学的各个相关学科普遍具有知识量大、过程复杂、相对规律性较差的特点。利

3、用计算机的海量信息存储能力、准确的逻辑判断分析能力和强大的计算能力，建立化学类专家系统具有重要的意义。因此需要了解掌握计算机智能化技术，结合逻辑运算、数据库管理和决策判断等技术知识，为建立各种化学化工模拟系统做知识储备。2.3 计算机在绘图中的应用所谓计算机绘图，狭义地理解，用计算机驱动绘图仪或打印机画出所需的图形，在绘图输出之前，通常要把所画图形预先显示在计算机屏幕(显示器 CRT)上，以便人们对所国图形是否正确加以判断，一旦发现错误，即重新调试。这样就可将很多错误消灭在绘图输出之前，以保证所绘图形正确无误。所以计算机绘图可广泛地应用在化学工业中。2.4 计算机在化一 I 二分析中的应用古老

4、的化学分析方法尽管有自身的特点，但主要应用于常量分析，在分析速度、灵敏度等方面常不能达到要求。近几年来，计算机与有关仪器联用，进行物质的定性、定量测定，取得了很大的进展。绝大多数仪器是将被测组分的浓度变化或物理性质变化转变成某种电性能(如电阻、电导、电位、电容、电流等)，实现了自动化和连接电子计算机，能够进行微量组分、痕量组分的侧定。因此具有检测限低、快速、灵敏、操作简单等一系列优点。三、化工研究中常用的软件名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 3 页 -3.1 功能强大的 ACDI/Chemsketch 这是一个免费软件(部分功能受限)，安装很简便。主要功能和特点:绘

5、制平而(C2D)和立体(3D3 化学结构式、反应式和化学图形;其绘图功能十分强大，具有丰富的化学图形绘制工具，各种化学符号应有尽有;内置包括各种原子、有机物官能团等基木结构的模具工具栏，使得绘制复杂庞大的有机物结构式变得非常便捷，并且可以把绘制好的平面化学结构图直接转换为立体图形:能够预测分子结构的基本参数如分子量、摩尔体积、极性、密度、介电常数等;可对所绘制的分子结构自动命名文)，可提供有机物的同分异构体(正版才有)等等。其主要功能有:(1)绘制化学结构图 (2)编辑文木和图形 (3)测算各项参数 (4)3D转换和动态旋转3.2 化学图文编辑工具Chem/Window Chem Window

6、可用于绘制化学图形、化学实验装置图、，化工工艺流程图等，是化学工作者在教学和科研中的有力助手，其主要用途有:(1)编辑化学方程式 (2)制作反映过程关系图 (3)绘制化学实验装置图 (4)绘制化工流程图3.3 Chemoffice系列软件 Chernoflic。是一套功能十分强大的化学专业应用软件，它是由ChemDraw,Chem3D 和 ChemFinder 等三个软件组成的一个软件包，按发布时IaJ 有 2002.2004,2006 等版本，根据功能和专业化程度又分为Std,Pro 和 Ultra三种版本，Ultra版还包含 E-notebook 及 Chemlnfo 数据库，使其应用性更

7、强。(1)ChemDraw的应用能够绘制和编辑高质量的化学结构图，识别和显示立体结构，具有化学结构式与化学名称相互转换的功能:由于内建有 NMR 数据库，能够与 Excel 数据兼容，能够进行网络数据库信息检索等。(2)CHem3 D的应用将 2D图形转化为 3D图形利用 Chem3D 进行化学计算3.4 数据处理软件 Origin Origin包含高级扫描绘图、C语言和内置 300多个数学函数的NAG 数值计算库，是一种化学数据的计算软件。它包含了统计学、信号处理、曲线拟合和峰值分析等高级数据分析工具。由于具有C程序与数值计算和作图能力综合功能，适合作为化工和高等教育的化学专业人员从事科研和

8、教学时进行数据处理、分析和计算以及制作高质量的图表。3.4.1Origin的数据分析功能木软件设有专门的移向工具以便审视、读取和屏蔽数据，内置 100 多种函数可用于数据拟合。含有的数据分析工具有:(I)统计学工具，描述统计学、拟合比较、多项回归、总体t 一试验、残存分析等。(Z)曲线拟合，非线性最小二乘法拟合 NLSF、运用 Origin C语言的 NLSF、线性回归、多项式回归等。(3)信号处 理，进行 卷积 法、重叠 合 法、快 速 傅里 叶变 换(FFT i.e.Fast Fourier Transform)、修匀、邻接平均等。(4)峰值分析，基线和峰值分析、基线工具、名师资料总结-精

9、品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 3 页 -采集峰值工具、峰值拟合等组件。Origin的数据处理应用十分广泛。3.4.2 用 Origin 软件绘制实验数据曲线 (1)打开 Origin，在“Datai”列表的 A习和 BY 中输入实验数据。(2)选定所有实验数据，依次点击”at 和“Line+Cymbol。出现实验草图。(3)修改坐标标题和标尺范围及问隔。用鼠标左键双击实验草图的“X Axis Title”或“YAxis Title,输入横坐标标题或纵坐标标题。双击横坐标或纵坐标数字，点击“Scale,输入横坐标或纵坐标标尺范围及问隔。(4)选择曲线的类型、颜色和曲线上实验点的类

10、型、大小。(S)对曲线标记“标注”，在实验图中任意处，右击“Add Text,输入标注文字，将所输入的文字拖动到指定位置，绘图过程完成。可把制得的实验曲线图，直接复制到word 等文档中。四、结束语本文着重对计算机在化工领域的应用和化工中常用的软件进行了简单的研究。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，从物性到工艺过程的设计、分析直至绘图，均可由计算机完成。计算机与化工两者互相影响、渗透与结合，己经并将继续给化工设计带来彤响和改变。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 3 页 -