摘要:作为化学工程与工艺试验的重要环节,数据处理的方法是非常重要的,化学工程及工艺实验往往产生较多数据,使用Matlab软件能方便对数据进行处理,帮助人们掌握实验规律,为实际的正常提供准确的指导。
关键词:化学工程;工艺试验;数据处理;
1、化学工程与工艺实验的特点
化学工程与工艺实验的特点主要有以下几点,实验时间长、实验规模大以及实验数据处理繁杂这三点。在实验过程中,对它的操作要求非常高,因为它涉及的领域众多,所消耗的资源也多,这就造成试验的时间长、规模大、处理繁杂。Matlab软件的产生,解决了繁琐的计算步骤,将其简单化,不仅大大提高了工作效率,而且实验数据的准确性也变高,误差产生的机率小。所以将Matlab软件运用到工作中是一件刻不容缓的事情。
2、化学工程与工艺实验数据处理
化学工程实验是化学工程的重要组成部分,也是化学实验人员进行数据处理的重要手段。化学实验与其它的科学实验不同,其主要强调实验的结果是否可以反映一定的化学现象并且处理一定的化学问题,化学实验对人类的生活有一定的影响,其结果可以解决社会上的一些化学工业问题,并为化学工业的进行带来方便。可见化学工程实验在化学工程中的重要性。但是以往的化学工程实验需要用人工处理法对大量的化学数据进行处理,由于数据的繁多和复杂,使得处理过程十分困难,并且实验需要运用大量的时间,也会耗费大量的人力及物资,这样的实验方法过于陈旧,已经不能满足社会对化学工程的需求。然而,随着社会科学的不断发展与完善,人们生产出的计算机已经完全可以代替以往的人为处理数据方法,使化工实验变得简单易行,并且可以大大提高处理化学数据的实验效率。数据处理是化学实验中的重要组成部分,化学实验的实现主要通过进行大量的数据处理得来。数据处理并不简单,需要将大量的数据进行运算,从而得到合理的化学实验结果,但只是单单的运用人工运算方法,耗时耗力,而运用计算机进行化学数据的处理却可以很好的解决这一问题。化学工程与化学工艺的基本组成部分是化学实验,化学实验的主要目标是根据有效的化学实验数据对生活中出现的一些化学问题进行合理的实验,从而得到合适的解决办法。但在进行化学实验过程中,会有很多的限制因素,因此,实验人员需要在考虑这些限制因素的基础上进行数据处理,从而得到与实验现象相符的数据,只有这样才能更好的解决化学问题。Matlab软件的应用范围相当广泛,功能也比较齐全,不仅容易编写程序,对设计出的程序进行维护也很方便,并且还带有许多平台的操作系统。这款软件对化学工程的实验具有非常大的影响,它能使用简单的程序语言,把化学实验现象编写为程序。并且在处理实验数据方面起到了举足轻重的作用。不得不说,这是化学工程与工艺上的一大重要突破,引领了化学这门学科的前进方向。
3、Matlab在数据处理中的应用
3.1设计数据处理程序框架
3.1.1画程序图
对于不同的化学实验而言,往往它们的数据处理过程和程序图也是不一样的,相应地,不同的程序图所运用的公式也有所区别,以上的种种因素对实验的难易起到了决定性的作用。一个实验往往只具有一个特别的程序能对该实验进行相符合的描述。不过,所有的实验都有其相似的地方。
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3.1.2处理和作图
化学工程与工艺实验中得到的数据时常会存在离散的情况,必须经由多种拟合的方法将它们结合成一条或多条连合的曲线,而其中最常用的拟合方式是最小二乘法。
3.1.3建立数据库
数据往往是在特殊条件下分析得出的,在人们的日常生活中,得出的结论与实验数据相比较总是存在偏差,而不是完全一致,这种情况下就需要技术工作者分别对不同的数据进行整合处理,导出相对应的关系式,这也就是建立数据库的过程。此后只要输入一定的数据,特定程序就会迅速对该数据进行分析和运算,最终得到所输入数据的输出值。
3.2 Matlab的数据处理误差分析
Matlab软件应用在化学工程和工艺实验数据处理中,可获得预期的数据处理效果,但Matlab软件对数据的处理建立在对实验数据正确采集的基础上,因此,需要保证化工实验数据采集的准确性,将误差控制在合理水平。考虑到化工实验经过的步骤较多,使用较多的测量仪器,实验人员操作中难免出现误差,这就要求实验人员结合具体的实验内容,明确实验的具体步骤以及影响数据误差的因素,在实验中加以准确把握。首先,保证实验取样的合理性。化工实验取样的合理性包括很多内容,如使用专门的工具进行取样,保证取样位置的合理选取,即,取样应具有一定的代表性。同时,严格依据相关规范进行取样操作,保证每个取样环节操作的正确性。其次,注重对样品进行正确处理。取样操作完成后,对样品操作是否合理、规范,会给实验数据造成影响,因此,化工实验对样品进行破碎、混匀、缩小等操作时,应由经验丰富的实验人员严格按照规范进行操作。最后,校准所用的测量仪器。化学工程与工艺实验过程中使用的各种测量仪器,这些仪器测量精度,以及性能往往给实验数据产生较大影响,因此,化工实验前要求实验人员对使用的测量仪器进行认真的检查,部分对测量精度要求较高的实验,应对所用仪器进行校准,确保测量误差在允许的范围内。另外,为进一步提高实验的准确性可根据规范标准设计相关的对照实验,对实验结果进行校正,消除系统产生的误差。当然为减少偶然误差,化工实验中还进行多次实验,通过多次实验求取平均值,以达到降低实验误差的目的。
3.3进行试验数据处理程序的运行
一般数据分析员在编制完成数据处理程序以及建立好数据库以后,就要将数据输入进程序来进行验证,这样才能确保程序是否可以有效地处理试验数据。将Matlab软件应用在化学工程与工艺实验的数据处理中非常重要,由于在化工实验过程中有很多离散数据,相关性不是很高,在进行数据处理时需要进过拟合才能进行下一步处理,数据处理工作量很大,显得非常繁琐,在处理过程中,如果出现差错,就需要重新进行,既耗费人力,也耗费时间。除此之外,还需要对数据进行检验,在检验过程中又需要将数据重新算一次,工作量惊人。在Matlab软件中,工作人员将数据全部输入系统以后,无需经过多次重复计算,也不需要检验,降低了难度,工作效率得到大大提升。
总结
在实际的应用中,化学工程与工艺实验所要处理的数据十分庞大,而且涉及的计算公式也十分多,甚至很多时候为了将数据的计算公式导出来还要建立复杂的模型,一旦有一个步骤出现差错则会直接影响到实验的成果,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。
参考文献
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论文作者:潘飞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/27
标签:化学工程论文; 数据论文; 数据处理论文; 工艺论文; 误差论文; 化学实验论文; 程序论文; 《基层建设》2019年第16期论文;