发布时间:2023-09-20 16:08:02
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的化学工艺与工程样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
日期:5月30日 工种:钳工 任务:制作M12螺母
钳工是手持工具对金属进行切割加工的方法。钳工操作主要是在木制钳工台和虎钳上进行。今天进行的实习是用各种钳工工具制作M12螺母,其中的主要操作步骤如下:
1) 选取一小段直径为25毫米的低碳铁,然后用锉刀把它的一个底面锉平,然后用划规量取10厘米长度,并做好标记。
2) 用可调式锯弓锯割刚才做好标记的10厘米长的低碳铁铁,然后用锉刀把锯出来的底面也锉平。
3) 用量规定出M12螺母的圆心,划出一个直径为21.9毫米的六边形。
4) 用锉刀把六边形锉成形。
5) 用钻床钻孔和扩大,然后进行螺纹加工,最后圆角,完成工件。
日期:5月31日 工种:车工 任务:熟悉车床的操作和制作一个小工件
车工是在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动来改变毛坯形状和尺寸,将其加工成所需的零件的一种切割加工方法。今天进行的实习是对卧式车床的操作练习:停车练习;低速开车练习;熟悉主轴的旋转速度和方向的控制;熟悉刀锯的移动的方向的操纵等等。最好,制作一个轴类零件:小圆柱直径为 7毫米,长度为10毫米;大圆柱直径为9毫米,长度为15毫米。
日期:6月1日 工种:铣工 任务:制作一个长方体
今天进行的是实习熟悉立式铣床的各个部分的操作控制,并且制作一个端面长17毫米,宽16毫米的长方体。制作步骤如下:
1) 选择直径为25毫米的低碳铁。
2) 用平口钳安装工件。
3) 铣削出合适的表面,并进行量度,以达到精度要求。
4) 进行工件的表面加工,如磨平面与面交界处的铁刺。
5) 理论报告考察。
日期:6月2日 工种:加工中心 任务:用电脑设计工件模型
今天进行的实习是运用mill 9 来制作工件的模型并且进行工件模拟成型。首先,自学教程,按照教程的要求熟悉该制作软件的操作和各项指令。然后,按照教程的要求制作两个工件,并且进行工件的成型模拟。
日期:6月3日 工种:数控车床 任务:熟悉数车的各项操作
今天进行的实习是自学数控车床的结构、工作过程和加工程序的编制。然后,进入车间,接触数字控制车床,进行实操工作。熟悉数控车床的手动模式、手轮模式、录入模式、自动模式和编程模式,并且用这五种模式来控制车床,从而加深对数控车床的操作认识。
日期:6月6日 工种:数铣 任务:熟悉数车的编程制作软件PowerMill的使用
今天进行的实习内容是学习一个图形设计软件——PowerMill的操作。该软件可以设计毛坯模型,自动模拟成型,还可以自动生成数控铣床加工需要的程序。上午,我们借一个简单的模型来进行各功能按钮的操作,以便更熟练的操作该设计软件。下午,我进行手机外壳的路径设计和刀具设计,然后模拟成型,最后生成数控铣床需要的程序文件。
日期:6月7日 工种:电火花 任务:熟悉电火花机床的操作和制作一个小图形
今天利用一个上午学习电火花加工的原理和数控电火花成形机床的操作。开始的时候,老师很详细的介绍了某些工件用电火花加工的原理、过程和优点。然后,老师进行电火花机床加工的操作示范。总结其过程为:准备工作的就绪—工具电极工艺基准的校正—安装工件—调整工作页面—选择电规准—加工—加工完成——完成实习报告。在短短的一个上午,我就对电火花加工的原理和过程操作有了一个大概的认识。
日期:6月8日 工种:化学加工 任务:利用化学加工方法制作一件工艺品
今天学习利用铝及铝合金的阳极氧化处理来加工一个小工艺品。上午的时候,老师详细地介绍了化学加工的原理和具体的工艺流程。简单来说就是:除油脂—清洗—化学抛光或电解抛光—清洗—阳极氧化—清洗—中和—清洗—染色—清洗—封孔处理—检验。还有在过程中也要设计自己的图案来雕刻。
日期:6月9日 工种:焊工 任务:熟悉电焊气焊的操作和焊接工件
今天在焊工车间里度过了金工实习最危险的一天。上午面对的是五千多度的电焊铁;下午面对的是三千多度的气焊铁;在操作的过程中,我们还是对焊工必须掌握的安全操作有了一定的了解。
日期:6月10日 工种:铸工 任务:铸造一个小工件
铸工可以说是十天实习中最轻松的工种。在下午,我们就只是利用型沙铸造一个零件模型。但是,在铸造过程中,我们必须需要耐心和细心,否则,会前功尽弃的。
首日的安全教育中,展示了实习过程中应注意的问题,也播放了一些事故发生的片段,使我们了解到金工实习不是绝对安全的,有许多地方一不小心就会发生意外,出现严重后果,甚至会出现生命危险。要避免发生这种事情,需要认真了解工种的特点,时时留心,不能马虎了事和麻痹大意!
这两周里学习到的工种包括由手工制作的钳工、焊接、化学加工、铸造,机床操作的车工、铣工,以及由电脑控制的数控车床和数控铣床、电火花加工等多个工种。
钳工:利用锉刀、钢锯等工具从一根铁杆中做出一个螺母。锉削-锯-锉削-划线-锉削-打孔-螺纹加工,按着这几个工序,一天下来,做好了一个。效率很低,却能亲自动手,初步了解那些工具的使用以及如何来做一个螺母。
焊接:包括电弧焊和气焊、气割等。电弧焊时,如何引弧,如何运动,以保证不粘条,稳定燃烧,通过练习都有所掌握。气焊时没学习好送进焊丝的方法,经常出现粘丝,焊出工件质量不高。
化学加工:整个加工过程工序较多,而且要一步步地做。稍不小心可能就会使整个工件报废。化学加工是表面处理技术的其中一种方法。通过处理改变材料表面的特性,提高材料的功能。
铸造:因为只有一个下午的缘故,只学习了如何用型砂做铸型。型砂的质量很关键,太干时会粘得不够牢固,会出现“一盘散砂”,严重影响铸件质量。
车工:介绍操作时老师一再提到车工应该注意的安全问题,并说出了车床操作时发生过的意外。安全问题仍是不能忽视!车床的操作并不复杂,主要通过几个手柄来控制其转向、转速和进给量等,就能按要求做出合格工件。利用车床可以车出许多端面、螺纹、槽等,是使用较普遍的机床。
铣工:与车床相似之处是都是通过刀具的进给来加工工件。铣床一般可铣削出平面、沟槽、成形面、钻孔等。有顺铣和逆铣之分,而一般加工多会使用逆铣。
数车和数铣:都是利用电脑程序来控制车床和铣床的运动,加工原理跟手动的车床和铣床一样。但通过电脑操作,只需设定工作程序,就可以自动加工,而且加工精度比手动的要高,效率也高很多。数车和数铣都比手动的先进,是技术进步的体现。可在已有可以用数控的机床的情况下,有些地方仍需使用手动的。除了成本问题,也有技术上的限制,毕竟有不少的手艺在目前仍是无法由电脑程序来取代。
电火花加工:电火花加工是在加工过程中通过工具电极和工件电极间脉冲放电时的电腐蚀作用进加工的一种工艺方法,与其它的利用金属切削加工原理完全不同!所使用的电火花成形机床也是数控的,操作上也比较方便。利用电流就可以金属表面加工出一般机床难以加工成形的形状图案。
当实习第一天的安全教育那令人毛骨悚然的画面还记忆犹新时,为期两周的实习就结束了。短短的半月时间,对很多师傅来说也许是日常工作的又一次重复,但对我们来说十分珍贵。
在短暂的半月里,我们充实的修完了金工实习这门必修课,完成了包括钳工、焊接、铸造、电火花、化学加工、车床及数控车床的操作和几种上机设计在内的近十个工种。这不仅仅是让我们了解了工厂里的一些基本操作,关键是让我们亲身体验工人的生活,锻炼了我们的动手能力。再者,于我们平时学的理论知识相互呼应,用理论指导实践,用实践来验证理论,加深对理论的理解,这对我们工科学生来说尤其重要。
实习时间虽短,但它对我们的影响却是深远的。手变粗了,人变瘦了,流了多少汗,有过几多笑颜,几多成功几多失败。虽然经历了许多困难,而收获却是丰硕的。所以很有必要来记述这一段难忘的经历。
最难忘的是第一天的钳工,并不因为是第一个而难忘。钳工,被很多人称为是“苦工”,是全体力劳动。本来对从小就从事体力劳动的我简直是“小菜一碟”。然而事与愿违,落在了许多人的后面。并不是因为体力的问题。开始干活了,我和大家一样,有点兴奋。从工具箱里拿工具,取材料,之后就开始干活。当把第一面磨平后准备锯的时候才发现在5mm附近有个刀口,材料作废了。换材料之后继续干,本来凭自己的优势很快就赶上了他人,锯更是我拿手的,然而其他人大都锯好时,我仍在拼命地来回拉锯,悲啊!在休息的期间,拿起别人的锯看了看,才恍然大悟。我那个锯的锯齿已经几乎没有啦!于是换了把锯把活干完。就钳工的工作教训,我总结出,要提高工作效率,挑选合适的材料和高效的工具是必要前提。古人就有训:磨刀不误砍柴工。然而却被一个大学生重蹈覆辙,相信同类的事远不只发生在我的身上。这就是金工实习给我上的第一课。
最精密的要数车床、铣工之类和电火花了。这些都是高精度的工作,要求误差范围在0.01mm数量级内。有手工控制的机床铣床,也有先进的数控设备。这些工作要求我们准确掌握机器操作要领,精确计算机器手轮要旋转的角度和尺寸。这正实现了我们在平时计算中出现精确尺寸的实际操作,让我们领会了计算时保留有效数字的实际意义。通过老师的讲解,我们对零件表面粗糙度的概念和标准也有了一定的了解,对平时见到的一些零件的加工过程也有了粗略的了解。经过这些工种的实习,极强的加强了我们动手操作机器的能力。操作机器之前,必须阅读说明书,对机器的各部分组成和工作原理都必须有明确的认识,操作时严格按照说明进行。否则,后果不堪设想,安全教育时那心寒的一幕就会重演。这就要求我们做事必须谨慎认真,决不能掉以轻心。
最能考验人全面能力的莫过于焊工,电焊和气焊。电焊是在380V的电压、极大电流下工作,更恐怖的时强光四射,必须带面罩才能正常工作。气焊也相当恐怖的,高温下熔解钢条滴在需要的地方。这些工种,听起来就让人心惊胆颤,根别说实践了。然而我们确做到了。在老师讲解和师范后,我们时间操作。那的确是高难度的操作,那样恶劣的条件,又要做出精细的活来,无疑又是一大挑战。这就要求我们面对恶劣环境,平心静气,沉着冷静,眼手脑并用,协调一致,要做出精细的活来,还要呼吸均匀,才能从成一直线均匀排列。这对我们这些整天在课室里的学生来说的确是一大挑战和磨练。
最有趣的是所谓的化学加工,简直是工艺品的制作,我们百花齐放,各显神通,亲手制作成了所谓的工艺品。
最经典的要数铸造了。“砂型铸造”设在半山腰两间土黄色的平房。房子矮得出奇,墙上的土一点点的脱落,风吹过来,让人本能的担扰安危。我们将信将疑地随同师傅走进去。地上一堆土,每个位摆着一个砂箱和工具箱。师傅是个很风趣的人,之所以这么说,起初是因为他独特的说话方式,每两句普通话必夹杂一句广州话。他一边作示范,一边讲述他的经历。经历讲完了,一个漂亮的铸造模型便做好了。原来这些在常人眼里十分简陋原始的工具已经伴随他走过了几十年;而且这门在他自己看来是“造假”的手艺又与一般意义上的弄虚作假不同。不像那样非法生产销售假烟假酒,伪冒假劣商品,通过损害消费者利益来牟取暴利,这门“仿真”的手艺可以再现或者重塑完美,因为完美的艺术品往往是稀缺的,所以显得格外有价值。这与做人方面也是触类旁通的。做人要厚道,而完美往往在平凡中造就。经过铸造的实习,我认识到做事情的各个步骤都是相连贯的,前一步都是后一步的前提,前边的基本步骤失败了,后面基本是没戏了,所以要扎扎实实的做好每一步。再一个就是细活是修出来的,就像好的文章是改出来的一样。我做完模型后,在老师的指导下经过我的精心修改,一个先前不成样的模型竟然有模有样啦,简直有点巧夺天工的感觉。
短暂的金工实习已经过去啦,虽没痕迹,但它留给我们的硕果却是永恒的,它注入我们体内的精神会伴随我们的一生。正所谓,海里没有痕迹,而鱼已游过; 天空没有痕迹,而雁已飞过;实习楼里没有痕迹,而我已有收获。
感谢金工实习,给我们更完整的生活,让我们更全面的发展!
化工与能源学院 化学工程与工艺 2003级(1)班
姓名:李 阳
化工03(1)班 梁智毅 200337001039
经过两星期的金工实习,本人受益匪浅,学到了众多生产技术。
实习的第一天,本人参与的是钳工,是最苦最累的一天。钳工的工作十分简单,技巧性不强,却十分损耗体力。我们先要把工件的一个圆面磨平。仅此几个工序就耗去一个上午的时间。再在一个表面画好一个正六边形,把圆面磨成六个边,又耗去两个小时。再打孔,打螺纹,磨圆。辛苦了一整天,终于完成了一个螺母。听老师说,那些工具都已经有七八十年的历史,本人想,在那个年代,最熟练的老师傅一天也只能生产两三个螺母,生产力十分落后,而一个螺母的价值简直微不足道,工人们的生活水平可想而知。
实习的第二天,本人参与的是车工,是相对舒服的一天。以前本人难以想象机械加工的工件公差会如此之小。刀片的磨损,零件的松动老化,设计的偏差,机械被制造时的偏差,都是影响工件加工精度的因素。不过当本人看到车床有精密的标尺时,以上因素的影响就微不足道。熟练的老师傅可以把一小格三十等分,其精度已经够高了。老师要求我们的公差带为-0.01~+0.01毫米,相比起老师傅就逊色多了。车床加工的刀具为高速钢,固定工件的转盘转速为每分钟300转。先对刀,再粗车,每次进四格,进刀速度为S3,当剩下0.5毫米时,开始精车,每次进两格,进刀速度为S1。每车一次要用千分尺测一次。本人在失败一次后,第二次就达到公差要求范围了。
实习的第三天是铣工,这天的工作比较简单。老师要求我们把一个圆柱体加工成一个长方体。先把圆柱体压紧,用铣刀往下加工四毫米,再换另外一面,作同样的操作。两面加工完后用游标卡尺准确测量,直至加工到厚度为17毫米。这样便可以加工另外两面。加工过程中,由于铣刀与工件摩擦,需要加机油并散热。铣床虽然比较旧了,但从一些细节可以看出设计机械真的很不容易,要考虑的因素很多。例如夹具上有一突起的地方,可以让机油分流,以避免油污堵塞上紧夹具的螺柱;纵向工作台的槽微微向内倾斜,让机油可以自动回流。
实习的第四天,第五天和第六天是学习使用数铣软件和数控车床。本人又再次领略到先进生产力带来的便利。只要我们按部就班,就可以把整个操作过程用软件编写好,需要生产什么工件只要调用相应的程序就可以完成。
实习的第七天是学习电火花加工。电火花加工是用于加工各种高熔点、高强度、高韧性材料。我们选择了加工自己的钥匙。用制动装置控制工具位置,使其对准工件要加工的位置,用工作液浸没工件并超过5厘米以上,用电脑控制加工深度,数分钟工件便成型。
实习的第八天学习的是化学加工。这天的工作比较有趣。我们利用铝的阳极氧化,设计出自己喜欢的图案。其工艺流程为:机械抛光,除油脂,清洗,化学抛光或电解抛光,清洗,
阳极氧化,清洗,中和,清洗,染色,清洗,封孔处理,检验。
化工学院03(1)班B2 031 肖志远 2003370001065
整天在学校里重复着跑来跑去地上课早已感到实在的厌烦。满心欢喜地盼来了金工实习终于可以换个方式了,觉得好期待。当十五周来了的时候心里按捺不住的高兴。早早地吃完饭穿着事先规定的衣裤来到了金工实习的地方——培训楼。第一天早上我们首先接受安全教育没想到这实习还有生命危险我有点点担心了,看来以后是要早点睡觉了不然精力不集中说不定把小命搭在这里了。然后就开始了正式的紧张的金工实习了。
第一个接受的工种是车工。车工是用来对零件进行切削加工的。我们所用的是一台卧式车床庞大的机身,然后一个比较大的旋转卡盘。我们首先了解了车床的基本工作原理然后在老师的带领下进行了车床操作的熟悉。第一次操作机器还是有点紧张不过还好没有出错基本上我们大家都非常熟悉了然后老师布置了作业每个人加工一个带槽的圆球。我经过半个上午和一个下午的努力加工出了一个不是很好的小零件。虽说不好毕竟是自己亲手做出来的自己心里兴奋不已。后来和大家的比较后感觉自己的还算差不多。怎么说也在平均水平嘛 。我对自己充满了自信。
然后第二天是铣工。铣工主要也是加工一些平面拉、台阶、斜面、沟槽等等。老师也是让我们了解了一下铣床的主要种类还有工作原理。铣床分卧式立式我们用的是卧式。老师先给我们示范了铣床的操作方法及要注意的地方。然后我们进行了分组加工了一个长方体。我们是3人一组。大家挺齐心协力。虽说只有一个上午的时间我们都完成的不错。大家的分工协作干的不亦乐乎。
第三天,我们主要是学习了CADRP。主要就是培养我们的设计创造能力。老师说今天是儿童节让我们今天找回童年的想象力自己画自己想画的东西。我们大家都觉得非常带劲大伙画什么的都有。我们今天也掌握了一门画图软件就是SOLIDWORKS。很多的零件图纸都是通过画出来了。虽说并不精通但我们也至少明白了东西都是怎么设计画出来的。最让我们惊奇的是下午的快速成型技术。这让我们打开眼界,原来我们的科学已经发展到那样的程度。一个存在电脑中的图形只要1个多小时的工夫就可以做成模型而且完全是自动的由电脑和三维打印机来完成。老师还和我们讲了不少快速成型的技术和相关的机器。
第四天是我们学习了数车。就是我们第一天学的车工不过是完全由电脑来控制加工的。我们也是熟悉了机器及其基本的操作方法。但这次没有做东西而是老师让我们设计程序使机器能够进行自动加工。老师示范了一个程序。我们下午依葫芦画瓢也设计了一个程序。并且还在电脑上进行了模拟。我的也相当成功。
第五天也只有半天时间。不过也学习了一个软件叫做POWERMILL。我们在比较直观的界面进行设计加工步骤。然后让电脑自动生成加工程序这样就可以把程序放到机器里头让它自动的加工了比数车还先进不用自己编程。
经过了周六周日两天轻松的休息。又开始紧张但又充满新鲜感的实习。星期一我们学习了线切割。上午我们用软件设计出我们想要加工的图形来然后让它生成了程序,然后下午我们在老师的带领下就把我们所设计的程序调到机器上进行加工。我们所设计的东西大部分加工出来。虽然说很是稚嫩但这的的确确是我们亲手设计并且加工出来的东西。我们大家都是充满了收获的喜悦。
星期二可恶的英语课又把我们实习的时间要去了一半。我们这天的工作比较的轻松主要是接受了工业安全教育。老师教了我们怎么识别机器的真伪和质量的好坏还有就是进行了放火教育我们观看了放火教育片。掌握了不少火场逃生的办法和灭火器的使用方法。应该说也是收益匪浅。
星期三 我们到12 号楼的半山腰学习了热处理。明白了一个零件加工出来并不是就可以使用了。它的强度硬度还不够并不能使用多久。只有经过了热处理才可以达到相应的硬度这样才可以耐用。我们还学习了火花鉴别钢材料。也知道了不同碳含量的钢铁拥有着不同的用途而且有着不同的火花现象。今天的工作相对难度不大。大家都比较的轻松。
星期四我们学习了铸造技术。主要是砂型铸造。其它的只是简单的介绍而已。而且我们还完成了两个模型。我们明白了一个模型如何能够大批量的生产出来。铸造的作用是实现大批量的生产。我们对铸造有了初步的了解原理也掌握了主要是作成模具后进行浇注没有看到。
在我们两个星期的金工实习中我们学到了很多金工实习方面的知识,也增强了我们的动手能力。对于我们理工类学生来说,是一次很好的学习、锻炼机会。在十几种工种——车工、铣工、工业安全、数车928、数铣990、线切割、热处理、铸造,数控板金及CADRP。其中让我最感兴趣的是车工、工业安全和铸造.为期两个周的金工实习结束了,但是它留在我心里的感受却永远不会结束。它将在我的生命中留下宝贵的一课。
安全的重要性
实习的第一天,我们就被老师带到了一间教室让我们看有关安全方面的录像。录像向我们介绍了几种工种,也说了实习中应该注意的问题,像不能穿拖鞋,女生不能穿裙子,头发长的要戴帽子,等等。同时,也告诉我们一些存在的隐患,让我们在实习的过程中能够提高警惕,防止意外的发生。
看完录像,又听了老师讲的有关工业安全方面的知识,我才发现工业安全的重要性。工业安全知识是工业高层管理人员和开发人员的必备知识,对于草拟或一个企业的安全条例,减少工业污染,防火防爆等方面来说是非常重要的知识,如果不掌握的话,不但会被人斥为无知,有时还会发生重大事故。看完资料之后的几天,老师就向我们讲解了有关防火的各种知识,介绍了四种常用的灭火器,有二氧化碳灭火器,干粉灭火器,1211灭火器和高效阻燃灭火器。其中1211灭火器里面含有氯氟烃,会对臭氧层造成破坏,现在已经禁止使用,干粉灭火器是使用较广泛的,对于易燃液体、油漆、电器设备的火灾,都可以用它来扑灭,但由于灭火后有残渣,故不适用于精密机械或仪器的灭火,而且其冷却功能有限,不能迅速降低燃烧物的表面温度,容易复燃。二氧化碳灭火器弥补了干粉灭火器的缺点,大量适用于精密仪器的灭火,而且随着液态二氧化碳的蒸发,燃烧物体的表面温度也会迅速降低。
先进的电脑控制
第一周里很多的工种都是用电脑的,也算是很轻松的了。加工中心我们学的是Power Mill这个软件,CAD/RP我们又学了soliwork,线切割我们是用CAXA。虽然这三个软件我们都是只学了一天半天的,但是通过些许的认识我们了解到了现代工业与电脑的密切联系。在上述的三个工种里面给我印象最深的是CAD/RP,那天上午我们先是用CAD软件soliwoke做3D的工件图,结果我对着电脑弄了四个钟头总算是出了一个自己比较满意的作品。做好之后我就在想可惜这样一个漂亮的作品,却只能放在电脑里面只能看不能碰。但我的苦恼在当天下午就得到了解答,辅导师傅给我们介绍了当今主要的几种快速成型技术,而且还给我们展示了培训中心了最贵的一台仪器——立体打印机。用立体打印机能将我们画在电脑里的3D图打印成一个真实的工件。
关键词:化学工程与工艺实验;数据处理;MATLAB软件;化工实验数据;化学实验 文献标识码:A
中图分类号:O652 文章编号:1009-2374(2015)09-0059-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.0785
1 MATLAB软件
MATLAB软件最早由美国的Mathworks公司提出,其主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。近年来MATLAB软件逐渐被用于化学工程与工艺实验的数据处理中,极大地提高了数据处理的效率。
2 化学工程与工艺实验数据处理
化学工程与工艺实验不同于普通的化学实验只重视一个原理的求证,它的目的是为了解决工业中的化工问题,其特点主要有实验时间长、实验规模大和实验数据处理繁杂等。在整个化学工程与工艺实验里数据处理是必不可少的阶段,也是印证化学实验成果是否行之有效的必要手段,但是由于实验数据过于庞大,实验当中相关的参数关系大多是非线性的,单单依靠传统的手工计算不仅速度慢,还容易出现计算失误的情况,根本无法满足实际的需求,因此,将MATLAB软件融入实验数据的处理中刻不容缓,它能有效地将繁琐的计算步骤化解成简单的计算,提高工作效率,让实验数据的准确性达到最高值,避免误差的产生。以下通过研究两个化学工程与工艺实验,分析MATLAB软件在处理实验数据时与传统的手工计算有什么优势和便利。
3 化学工程与工艺实验数据处理设计
3.1 数据处理的程序框架
因为每一个化学工程与工艺实验的目的都不相同,因此其处理的步骤以及涉及的化学公式也不尽相同,不可能以一个程序来概括,但是经过大量的实验研究和总结,发现不同的化工实验中都会有其相似之处,它们都可以由图1来概述:
图1
3.2 数据处理的程序编制
3.2.1 数据输入。化学工程与工艺实验的数据输入主要依靠提示的函数input实现,比如以温度为例子,则其输入函数为:t=input(‘请输入实验的温度(摄氏度):’),其中输入函数大多是以矩阵的输入形式为主。
3.2.2 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,因此本实验设计中的拟合方式也采用最小二乘法的方式。
设实验的离散数据(x1,y1)通过最小二乘法将其拟合成因变量y,自变量x,输入的函数关系为y=f(x),函数关系的主要思路是让离散数据中的x1的残差平方以及Σ(f(x1)-y1)2达到最小值。因为在得出化工实验数据中多少会因为外界的因素存在着一些误差,因此最小二乘法可以无需使输入函数y=f(x)必须经过全部的离散数据(x1,y1),但是残差平方和必须达到最小值。根据最小二乘法的拟合方法可知,最小二乘法可以满足化工实验数据处理中的拟合应用需求。
在化学工程与工艺实验中会涉及到流体的流动阻力研究,研究主要是通过测试流体的流动阻力,在经过特定的计算之后得出摩擦系数(λ)和雷诺准数(Re)的离散数据,再同理,经过最小二乘法拟合出连续的曲线,并根据其画出相对应的图形。因为摩擦系数(λ)和雷诺准数(Re)属于成双对数函数,则:
λ=aReb+c (1)
当a,b,c是常数时,则可以设c=0:
λ=aReb (2)
因为λ与Re属于成双对数函数,则:
Logλ=blogRe+loga (3)
得出上述式子之后可以将MATLAB里的函数polyfit()进行线性的拟合,以作为化工数据处理的程序
原理。
3.2.3 建立数据库。因为经过上述的设计,化学工程与工艺实验数据处理只能得知在特定的温度下(比如10℃、20℃以及30℃等)实验的物性数据,但
是在实际的生产中,工业生产所涉及的温度多变,不单单只停留在设计好的温度当中,因此,这就需要我们在数据中选择最相近的数据,假设它们属于线性的关系,再利用内插或者外推的方式计算出实验的物性数据常数。在本文的化工实验中,编写的程序已经将实验温度和密度以及实验的温度与黏度进行多次的实验拟合,建立出了一个相对完整的数据库,在工作中只需将温度输入进系统,则程序可以自动跳出在特定温度下的物性数据,提高数据处理效率。
3.3 程序的运行
在编制完成化学工程与工艺实验的数据处理程序,且建立数据库之后,便应该输入数据以验证程序是否能有效地处理实验数据。在化学工程与工艺实验的数据处理中,MATLAB软件的应用是十分重要的,经过实验可知,在化工实验当中会出现大量的离散数据,必须经过拟合的方式进行处理,其处理过程中不仅工作量大,而且十分繁琐,一旦出现差错则必须重新重来,浪费大量的人力物力资源,而且在处理好实验数据之后,在查看实验当中还要将化工实验数据重新计算一次,看结果是否与原先的计算结果相同,工作量十分重,但是如果运用MATLAB软件则大大降低了数据处理难度,只要在MATLAB软件中输入相应的化工实验数据,就可以得到结果,节省了时间,提高了工作效率。
4 结语
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,如果使用传统的手工计算方式,为了避免差错则必须对每一个数据处理环节进行反复计算,降低了工作效率,因此MATLAB软件的应用对于化学工程与工艺实验的数据处理十分重要,它不仅将复杂的计算变得简单,也让事后的实验验证效率得到提高,促进了化工实验的
发展。
参考文献
[1] 赵新强,谢英慧,曹吉林,李国玲.化学工程与工艺教学实践[J].河北工业大学成人教育学院学报,2014,6(1).
[2] 韩正.计算机引发化学工程革命[J].发明与创新(综合科技),2013,12(1).
化学工程与工艺专业培养具备化学工程与化学工艺方面的知识,能在化工、炼油、冶金、能源、轻工、医药、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作的工程技术人才。
该专业具有两大特色,一是工程特色显著,对化学反应、化工单元操作、化工过程与设备、工艺过程系统模拟优化等知识贯穿结合,使学生具有设计、优化与管理能力;二是专业口径宽、覆盖面广,使学生具有从事科学研究、产品开发的能力,在精细化学品、涂料及应用、高分子化工与工艺等方面更有研发和应用能力。
(来源:文章屋网 )