陕西省石油化工研究设计院 陕西西安 710054
摘要：对于化学工程以及工艺试验而言，关于数据的处理和分析环节是其非常重要的一部分。在进行具体的生产工作时，运用最科学合理的数据处理分析技术和方法具有较强的现实意义，可以进一步的推动生产工作的实施。现阶段，科学技术的发展非常迅猛，随着MATLAB软件的开发和应用，对化工领域相关数据的处理分析上起到了一定的积极影响，尤其是处理数据的操作方法较为简单，且运行速度极快。本文对化学工程与工艺试验数据的处理分析进行研究，着重探讨了MATLAB软件在其中的有效应用。
关键词：化学工程；工艺试验；处理分析
MATLAB在对数据的处理分析上有着非常权威的影响力，它主要应用于数值分析可视化的计算操作上。另外，该软件还可以进行交互式的程序设计，从而为数值计算的科学性提供了较强的技术支持。MATLAB在对数据进行处理分析时，首先要进行对数值的有效处理和分析，然后进行矩阵计算。在完成上述操作后，还需要进行一系列的数据可视化操作。最后，对非线性动态系统进行最后的建模和仿真操作。在MATLAB软件没有得到有效应用前，需要对数据进行分开计算处理，工作效率非常低下。应用MATLAB软件后可以集成不同的功能，然后在开始科学性的研究，设计相关工程等。总而言之，MATLAB软件可以为很多不同科学计算领域提供有效的技术支撑，使得操作效率得到很大程度的提升。
1.化学工程与工艺试验概述
与一般化学试验相比较而言，化学工程与工艺试验更偏重于对不同的原理进行分析和证明，从而有效的解决在工业生产建设环节所出现的各种化工问题。
1.1试验特点
关于化学工程与工艺试验，其主要特点包括：第一点，在进行试验时所耗费的时间比较长。第二点，试验需要在具有一定规模的空间下才能完成。第三点，试验中对于相关数据的处理分析非常繁琐复杂。在进行具体试验时，对其操作一般有着较高的要求，因为化学工程以及工艺试验涵盖领域非常广泛，对于资源的消耗也非常大，所以导致试验耗费时间过长、空间规模上的要求比较大、实际处理分析时非常繁琐等特点。
1.2 MATLAB软件得以广泛应用的原因
在整个化学工程以及工艺试验中，对于数据的分析处理始终贯穿在每一个具体的环节中。同时，通过这一系列操作还可以检测出化学试验的最终结果是否具有一定的有效性。根据对试验特点的分析可以了解到，试验数据涉及范围十分广泛，而且其具体参数也可能不是线性相关的。在这种情况下，如果依然应用传统的方法对数据进行分析处理，利用人工操作，则其处理效率将十分低下，同时容易出现错误或一定的误差，难以实现实际的应用。而MATLAB软件的发明和应用，将一系列复杂的计算步骤简单化，使得工作效率得以有效的提升。另外，MATLAB对试验数据的分析处理更加精准，基本不会出现误差。因此，MATLAB软件的推广和应用具有较强的现实意义。
2.MATLAB软件在试验数据处理的应用
2.1建立处理程序框架
因为建立化学工程的目的和工艺试验有一定的差异性，所以MATLAB软件在对二者进行分析处理时所应用的公式和具体的操作步骤也有所不同，无法利用一个程序包含全部，但是在试验中仍然存在一些共性。
首先，对数据进行分析处理的程序进行分析。在具体的程序编制上，其中一项是完成输入数据，以及后续的处理、作图等。该软件需要借助函数input来完成数据处理，其操作形式一般采用矩阵输入。另一项是处理作图，因为在试验数据中经常会出现离散情况，所以需要通过最小二乘法将离散数据结合成为一条曲线，或者连接在一起的多条曲线。如，假设进行试验所得到的离散数据为（x1，y1），然后通过最小二乘法来完成模拟操作。其中，设因变量：y，自变量：x，y=f（x）（列出函数关系，从而使x1的残差平方可以和Σ（f（x1）-y1）2同时达到最小值）。进行多次试验之后，可以从结果中发现：在外界因素各种误差的影响下，所以进行化工试验多得到的数据也同样会出现误差。在这种情况下，最适宜应用最小二乘法。
其次，在具体的试验过程中，经常出现关于流体的内容，尤其是对流动阻力的试验。一般情况下，在对这方面的内容进行研究时，第一步需要对进行试验的流体进行检测，主要是测量其流动阻力数值。第二步，完成测量后需要进行特定计算，从而得出到流体的摩擦系数λ，还有关于雷诺准数Re相对应的离散数据。得到全部所需数据后，应用最小二乘法，可以形成一条完整连续的曲线。利用曲线可以描绘出与之对应的图形，最终得到公式。通过对公式的应用，对MATLAB中的函数polyfit做线性处理，从而得到关于试验数据分析处理的具体流程和原理。
最后，通过以上设计内容可以建立其相应的数据库。通过过往经验可以知道，进行化学工程与工艺试验对环境有一定的要求，一般要在特定温度下进行试验得才可以得到有效的数据结果，从而保证后续分析处理数据结果的准确性。但是想要实现恒温，就目前而言还仅仅是一种理想状态，在现实情况中，工业生产所处环境的温度是非常多变的。所以在进行数据的选择时，一般需要找最接近的数值，然后再根据线性关系得到相应的数据值。正常情况下，在进行化工试验的程序编制时，需要对试验所处环境的温度、恒温试验的温度等两种情况进行拟合。通过这种方法所建立的数据库相对来说比较完善，在实际试验操作中也比较简单。数据库拟合完成之后，再次进行试验，将温度值导入到系统内，保持在特定温度环境下，物性数据便会跳出，关于数据的分析处理效率也会得到较大幅度的进步，有效的节约了时间。
2.2程序的实际运行
对数据进行分析处理的操作人员，在完成相应的程序编制工作以后，还需要建立完善的数据库，然后将试验数据值导入到程序中，从而完成验证。利用这种方法，才可以有效的判断出该程序与数据试验处理是否相匹配。MATLAB软件的有效应用十分重要，因为在进行化工试验时经常会出现大量的离散数据，而且相关性较低，所以必须要通过拟合才可以对数据进行处理，工作量十分庞大。而且在具体的处理过程中，一旦出现失误，必须要重新进行操作，浪费人力且效率低下。另外，必须要对数据进行二次检验，所以需要再次进行计算，工作量持续增加。而应用MATLAB软件，工作人员只需要将数据导入到系统中，省略了中间一系列重复计算的过程，并且不需要对数据进行检验，不仅节约了工作时间，还降低计算的难度。如，对某气体混合物的粘度进行检测，某气体混合物由4种不同的气体组合而成，在常压下测得其粘度与个组分的摩尔分数如下表所示，利用MATLAB软件进行多元线性回归处理。
按矩阵输入的方式将数据信息导入到系统中，直需要按照Command窗口的程序进行操作，即可得到标准回归方程为:η=-3.5374x1+6.448x2+3.6687x3 +2.0768x4。
结束语：
综上所述，对于化学工程与工艺实验的数据处理分析而言，其涉及的数据量复杂多变而且需要应用的计算公式非常多，因此必须要采取简洁高效的数据处理软件进行操作。利用传统手工模型进行计算，其数据模型非常复杂，而且如果在操作过程中出现失误则需要重新来过。为了防止出现误差，需要对每个环节进行多次的计算和检验，浪费大量的时间和人力。而MATLAB软件在数据的处理上效率非常高，而且易于操作，还能保证数据处理的精准性。
参考文献：
[1]聂辉.关于化学工程与工艺试验数据的处理分析[J].化工管理，2017，(12):270-271.
[2]丁权.化学工程技术的热点分析与发展趋势[J].化工管理，2016，(30):45-47.
论文作者:南娟敏,孟璐
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/18
标签：数据论文; 化学工程论文; 操作论文; 软件论文; 工艺论文; 程序论文; 进行分析论文; 《防护工程》2018年第26期论文;