matlab在化學工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理中的應用

1、<p>　　MATLAB在化學工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理中的應用</p><p>　　摘 要：隨著我國高科技人才的不斷出現(xiàn)，各行業(yè)的高新技術(shù)也逐漸興起。對于我國以往的化學工程，化學人員需要進行大量的復雜的數(shù)據(jù)處理，以及相當有難度的化學實驗，這樣的做法既浪費時間又浪費資源。因此，在化學工程中進行不斷的創(chuàng)新與改革，是我國化學工程技術(shù)人員需要研究的重要課題。而MATLAB的出現(xiàn)，是化學工程中的重大創(chuàng)新軟件。化學工

2、程人員將MATLAB軟件運用到化學工程實驗中，可以大大提高數(shù)據(jù)處理效率，并且節(jié)省了很多的人力物力等資源。此軟件被廣泛的運用到化學工程的各種試驗中。本文就針對MATLAN在化學工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理中的應用進行深入的分析與探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：MATLAB 化學工程 工藝實驗 數(shù)據(jù)處理 應用 </p><p>　　化學工程與工藝學科是我國重要的學科之一，在化學工程中，化學實驗

3、起著重要的作用?；瘜W實驗的好壞嚴重影響著化學工程的建設(shè)。而數(shù)據(jù)處理過程又是化學實驗中的重要組成部分。對程序中的數(shù)據(jù)進行有效的處理有助于化學實驗的研究與開發(fā)。然而以往的數(shù)據(jù)處理方法基本上都是人工處理，這種處理方法既浪費時間又浪費資源。因此，開發(fā)新的化學數(shù)據(jù)處理方法成為我國化學工程研究的重點，而MATLAB軟件就是新型化學數(shù)據(jù)處理方法之一，也對化學工業(yè)的發(fā)展起到巨大的作用[1]。 </p><p>　　一、化學工程和

4、工藝中的實驗數(shù)據(jù)處理 </p><p>　　化學工程實驗是化學工程的重要組成部分，也是化學實驗人員進行數(shù)據(jù)處理的重要手段?；瘜W實驗與其它的科學實驗不同，其主要強調(diào)實驗的結(jié)果是否可以反映一定的化學現(xiàn)象并且處理一定的化學問題，化學實驗對人類的生活有一定的影響，其結(jié)果可以解決社會上的一些化學工業(yè)問題，并為化學工業(yè)的進行帶來方便[2]?？梢娀瘜W工程實驗在化學工程中的重要性。但是以往的化學工程實驗需要用人工處理法對大量的化

5、學數(shù)據(jù)進行處理，由于數(shù)據(jù)的繁多和復雜，使得處理過程十分困難，并且實驗需要運用大量的時間，也會耗費大量的人力及物資，這樣的實驗方法過于陳舊，已經(jīng)不能滿足社會對化學工程的需求。然而，隨著社會科學的不斷發(fā)展與完善，人們生產(chǎn)出的計算機已經(jīng)完全可以代替以往的人為處理數(shù)據(jù)方法，使化工實驗變得簡單易行，并且可以大大提高處理化學數(shù)據(jù)的實驗效率。 </p><p>　　數(shù)據(jù)處理是化學實驗中的重要組成部分，化學實驗的實現(xiàn)主要通過進行

6、大量的數(shù)據(jù)處理得來。數(shù)據(jù)處理并不簡單，需要將大量的數(shù)據(jù)進行運算，從而得到合理的化學實驗結(jié)果，但只是單單的運用人工運算方法，耗時耗力，而運用計算機進行化學數(shù)據(jù)的處理卻可以很好的解決這一問題。 </p><p>　　化學工程與化學工藝的基本組成部分是化學實驗，化學實驗的主要目標是根據(jù)有效的化學實驗數(shù)據(jù)對生活中出現(xiàn)的一些化學問題進行合理的實驗，從而得到合適的解決辦法[3]。但在進行化學實驗過程中，會有很多的限制因素，因

7、此，實驗人員需要在考慮這些限制因素的基礎(chǔ)上進行數(shù)據(jù)處理，從而得到與實驗現(xiàn)象相符的數(shù)據(jù)，只有這樣才能更好的解決化學問題。 </p><p>　　對于不同的生活現(xiàn)象有不同的化學實驗驗證方法，而不同的實驗方法的難易程度不同，大多數(shù)的化學實驗都是比較復雜且不易實行的，化學的數(shù)據(jù)之間有著多種多樣的聯(lián)系，這種聯(lián)系往往不能單單從表面就被看出，需要經(jīng)過大量的復雜的運算后才可進行進一步的觀察[4]。而這就造成了處理數(shù)據(jù)需要運用大量

8、的人力資源，并且對一些難理解的數(shù)據(jù)進行合理的分析也是比較耗時的工作。但如果應用計算機對實驗中產(chǎn)生的一系列數(shù)據(jù)進行整合，將無效的甚至對有效數(shù)據(jù)有所干擾的數(shù)據(jù)進行消除，就可以留下有用的數(shù)據(jù)進行實驗處理，這樣的做法可以使數(shù)據(jù)結(jié)果非常精準，并且可以節(jié)省數(shù)據(jù)處理時間。 </p><p>　　二、應用MATLAB進行化學工程與工藝的數(shù)據(jù)處理過程分析 </p><p>　　MATLAB軟件是化學工程實驗

9、中所運用到的一種先進的軟件，這種軟件可以進行編寫化學程序、化學數(shù)據(jù)運算、數(shù)據(jù)結(jié)果運行等，并且可以運用高科技的技術(shù)進行化學計算得到有效可靠的數(shù)據(jù)，再對化學現(xiàn)象進行分析，從而得出合理的化學結(jié)論[5]。MATLAB軟件的好處有很多，其中最主要的是操作簡單，易懂、易學、易會，并且其操作界面比較人性化，有易于操作人員進行有效合理的操作，可以使以往復雜的計算過程變得簡單易行，并且使計算結(jié)果比以往的更為精準，還可以減小誤差。 </p>

10、<p>　　MATLAB軟件運用一種特殊的簡單的程序語言對化學實驗現(xiàn)象進行編寫程序。其應用范圍非常廣、內(nèi)部功能非常多、程序便于維護、利于編寫程序，并且可以擁有多種平臺的操作系統(tǒng)等。這種軟件是化學工程實驗中的重要軟件，在對實驗的數(shù)據(jù)處理上，發(fā)揮著重大的作用。這是化學工程及工藝中的重大突破與創(chuàng)新，也是化學工程學科未來的發(fā)展方向。 </p><p><b>　　1.畫程序圖 </b>&l

11、t;/p><p>　　對于不同的化學實驗需要有其不同的數(shù)據(jù)處理過程，也有其不同的程序圖、程序中所應用到的各種公式等，這些影響因素決定了實驗的難易程度。一個實驗擁有一個與之相符的獨特的程序，也只有這一程序可以對其對應的化學實驗進行很好的描述。但是，不論怎樣的實驗都有其共同點，下面就是對于大多數(shù)化學實驗的總程序圖。 </p><p>　　圖一 實驗數(shù)據(jù)處理總程序圖 </p><

12、p><b>　　2.編寫程序 </b></p><p><b>　　2.1輸入數(shù)據(jù) </b></p><p>　　輸入數(shù)據(jù)時，主要應用的函數(shù)是INPUT，應用INPUT將化學工程中有效的數(shù)據(jù)輸入MATLAB軟件的程序中，MATLAB再對數(shù)據(jù)進行處理，得出相應的結(jié)論。下面以溫度為例對數(shù)據(jù)進行輸入，其主要實現(xiàn)形式是：t=input，即表示系統(tǒng)要

13、求程序輸入溫度值。但被輸入程序的主要數(shù)據(jù)都是成組出現(xiàn)的，只有這樣才會形成有效的程序處理系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的處理數(shù)據(jù)能力高，處理速度快、處理效果好。 </p><p><b>　　2.2處理數(shù)據(jù) </b></p><p>　　通常情況下，對實驗所需數(shù)據(jù)進行處理需要先將數(shù)據(jù)進行整合，使程序模型被整合成一條連續(xù)的曲線形式。而對于不同的程序有其不同的整合方法，這里，對常見的整合方

14、法，最小二乘法進行分析。 </p><p>　　應用最小二乘法對數(shù)據(jù)x和y進行整合，是使x和y得到相應的函數(shù)關(guān)系式y(tǒng)=f（x），其主要思想是使殘差的平方 2在定值x上最小。在進行數(shù)據(jù)測驗時，經(jīng)常會出現(xiàn)誤差，最小二乘法不需要整合后的關(guān)系式y(tǒng)=f（x）經(jīng)過所有的x點和y點，只需要殘差平方的總和數(shù)最小。這證明最小二乘法最適于整合數(shù)據(jù)。這些方法都是MATLAB軟件中所應用到的處理數(shù)據(jù)的方法。 </p>&l

15、t;p><b>　　2.3建立數(shù)據(jù)庫 </b></p><p>　　由于數(shù)據(jù)是在特殊情況下得出的，但是在實際的生活中，往往不會碰巧與數(shù)據(jù)相一致，而是會與實驗數(shù)據(jù)有一定的偏差，這就需要技術(shù)人員將不同情況下的不同數(shù)據(jù)進行整合后，得到相應的關(guān)系式，即當程序輸入一定的數(shù)據(jù)后，程序便會根據(jù)該數(shù)據(jù)進行及時的分析與運算，得出相對于輸入數(shù)據(jù)的輸出值。這就是數(shù)據(jù)庫的建立過程。 </p>&

16、lt;p><b>　　三、總結(jié) </b></p><p>　　將MATLAB軟件運用到化學工程與工藝中去是我國化學工程中的重大突破，MATLAB軟件可以將復雜難懂的數(shù)據(jù)自動進行分析、整合，并得出有效的合理的數(shù)據(jù)進行程序設(shè)計。這種方法可以節(jié)省大量的人力、物力、時間等，并且最終處理數(shù)據(jù)的結(jié)果將更加準確，更便于在化學工程中使用?？梢?，MATLAB軟件在化學工程及工藝中的重要作用。 </

17、p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]房鼎業(yè)，樂清華，李福清主編.化學工程與工藝專業(yè)實驗[M].北京：化學工業(yè)出版社，2009 </p><p>　　[2]李麗，王振領(lǐng)編著.MATLAB工程計算機應用[M].北京：人民郵電出版社，2010. </p><p>　　[3]黃華江編著.實用化工計算