化工工程設計中計算機軟件技術的應用論文
我國針對化工工程設計與計算機軟件技術的結合研究起源於上世紀60年代,近年來,隨着計算機技術的不斷髮展以及軟件技術的不斷革新,在現代化工工程設計中所佔的比重也越來越大;從局部輔助到全面輔助,計算機軟件技術可以模擬、計算和繪圖,將化工工程整個體系從分子結構到物理性質的整體工藝給予表現,對我國的化工產業發展具有重要的推動作用。
1化工工程設計概述
一般來説,化工工程設計與化工企業發展存在相輔相成的關係。通過化工設計手段,來模擬一種化學反應或化學工藝流程,並進一步檢驗其實現的可行性,最終根據化工工程的實現情況設計廠區、構建設備、投資生產;因此也可以説,化工工程設計是化工企業建設的先決條件,其核心包括兩個方面,第一是工藝設計,第二是工程設計。第一,工藝設計。對於一個全新的化工項目而言,設計者可以從理論角度瞭解化學反應的必然性,但無法保證化學工藝的有效性。如煤制乙醇的工藝設計,要根據煤炭資源的品種、煉製爐的規模、當地氣候條件等綜合評定。而且,現實中的化工工程環境與實驗室存在很大差別,化工工程設計也要解決這些不利因素;因此,工藝設計本質上是一種創造性活動,它遵循一定的化學原理,但要根據現實生產環境、生產條件和生產設備來實現。第二,工程設計。在針對化工工藝進行考證後,就要以現實資源為基礎構建實現平台,即化工企業廠區的實現。這一過程包括的內容主要有工藝路線設計、化工設備分佈設計、土建工程設計、儀表儀器控制設計、自動化設備體系設計等等,很大一部分工程設計內容是新建項目。
2計算機軟件技術在化工工程設計中的應用
就目前來説,在化工工程設計中應用到的計算機軟件類型主要有4種,分別是:辦公軟件(office或WPS系列)、繪圖軟件(PS系列)、建築工程作圖軟件(CAD)以及3D功能軟件。
2.1計算機軟件的功能分析
計算機設備的廣泛應用為化工企業提供了便利條件,設計人員可以通過繪圖軟件表達出化工工藝的拓撲圖,辦公軟件則實現備選設備和方案的記錄分析,而對於工程作圖軟件而言,劃分的種類更加詳細,包括自動化設計輔助軟件、CAD施工繪圖軟件、車間管道輔助設計軟件等,從不同的需求上進行選擇。3D技術是化工工程設計中的一個應用亮點,利用CAD軟件實現平面建模,軟件可以提供精確的比例尺輔助,減少不同模塊在空間中的物理交叉,提高科學性和合理性,也便於3D軟件對每一個細節的模擬,提高工藝流程的直觀性;3D軟件可以實現不同模塊的.內部、剖面結構,在精確數據的前提下,對化工工藝進行預測,提高現實可行性。
2.2計算機軟件的具體應用
第一,數據處理。一直以來,化工工程設計中的數據處理都是主要的制約因素,這是由於化學反應本身具有較大的不穩定性,受到外界環境的影響因素較大,如原料成分、環境温度、壓力、催化劑等,只能得到一個大致的數據範圍;如何儘可能地縮小這一範圍就成了人們計算的重點。利用計算機軟件功能,可以在模擬的同時得到準確的計算區間,減少誤差,也可以利用現有數據庫中的經驗數據,將現實情況進行對比,從而為工藝設計提供較大的便利。第二,繪圖協助。在早期針對化工工程設計的人員來説,手工繪圖存在很大的誤差率,尤其是在現實距離測量中,無法進行良好的掌控。通過CAD軟件可以很好地解決這一問題,軟件內的比例尺、等比放大等功能,既可以掌控整體設計,也可以針對細節進行調整,實現快速編輯、修改。第三,化學反應條件預測。化學工藝設計的核心是掌握現實環境中化學反應的程度,以及在化工設備中的有效轉化率,因此實驗工作是必不可少的。很明顯,實驗本身是一種預測性行為,除了需要一定的投資之外,還要對全部流程條件進行預測,可操作性並不完善;通過計算機軟件的模擬功能,能夠更好地實現化學條件預測,如針對不同元素的性質調整反應係數。總地來説,計算機軟件所能發揮的功能十分強大,並不侷限於單純地設計和實驗環節,也可以應用到生產安全預測、設備維修檢測等方面,對我國的化工工程設計具有重要的現實意義。
3結語
根據以上論述不難看出,利用計算機軟件技術可以促使化工工程設計實現事半功倍的效果,但在具體的應用中還存在一些問題,如專業性軟件的匹配問題、環境因素的添加、化工工藝改進模擬系統開發等。隨着計算機軟件技術的不斷髮展,化工工程設計應用方面必然會形成細分化格局,兩者相互影響、相互依賴的程度也越來越高。
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