皮革化学与工程专业毕业论文

MATLAB在化学工程与工艺实验数据处理中的应用*摘要]本文对MATLAB在化学工程与工艺实验中的应用进行了初步的尝试,传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来。本文以“化工原理”实验为例,利用MATLAB软件编写一个数据处理程序:只需输入任意一组原始数据,就可以把实验结果,数据模型以及作图一起显示出来。[关键词]化学工程与工艺;专业实验;数据处理;Matlab一、引言化学工程与工艺专业实验是初步了解、学习和掌握化学工程与工艺科学实验研究方法的一个重要的实践性环节。专业实验不同于基础实验,其目的不仅仅是为了验证一个原理、观察一种现象或是寻求一个普遍适用的规律,而应当是为了有针对性地解决一个具有明确工业背景的化学工程与工艺问题。[1]化工实验的特点流程较长,规模较大,数据处理也较为复杂。因此依靠计算机处理数据会使繁琐的数据处理过程变得简单快捷,大大提高工作效率。数据处理是每一个化学工程实验必不可少的步骤,也是至关重要的一个步骤。通过实验可以建立过程模型、分析工艺技术的可行条件。但是化工实验数据的处理往往并不是那么简单,它需要通过复杂的数学计算,若仅仅依靠手工计算则需要花费大量的时间,而且化工实验数据的处理量很大、重现性很高,因此应用计算机来处理实验数据可以大大提高工作效率。化学工程与工艺专业是一个以实验为基础的专业学科。实验的目的是通过有限的实验点去寻找某一对象或某一过程中各参数之间的定量关系,从而揭示某化工过程所遵循的客观规律。由于人力、物力、时间等条件的限制,任何实验所能完成的实验点都是有限的,如何根据这些有限的实验点归纳出各参数之间的关系,便是实验数据的处理问题。由于化工过程的复杂性,实验过程中各参数之间的关系往往是非线性的,数据处理或数据拟合的工作量往往比较大,且计算过程也比较繁琐。若能利用计算机进行数据处理,不仅处理结果的准确度很高,而且还会省下很多不必浪费的人力和时间,大大提高了工作效率。Matlab是集数学计算、结果可视化和编程于一身,能够方便地进行科学计算和大量工程运算的工程软件。它具有简单易用、人机界面良好,能使繁琐的科学计算和编程变得日益简单和准确有效。[2]本文以两个化工原理实验为例,阐述利用Matlab软件处理化工实验数据与人工处理相比较带来的方便,而且数据的结果更精确,误差更小。Matlab软件是一种简单易学的编写语言。它具有支持多平台操作系统(Windows、Unix等)、编写效率高、用途广泛、功能超强、程序极容易维护等等优点。二、数据处理程序的设计(一)程序框图由于化工实验有很多,而且每一个实验数据的处理的步骤、公式都不一样,所以很难用一个程序来描述。但是,每一个实验都有类似之处,因此每一个程序都可以用如图2-1来描述。这样则可以利用Matlab中的polyfit()函数进行线性拟合,此即为本文编写数据处理程序的基本原理。3.基本数据库从文献中只能查出特殊温度下的物性数据。例如:10℃、20℃、30℃等。但是工业生产中的温度就不可能那么凑巧和文献符合,因此,需要我们进行计算。平时学习中遇到这样的问题,我们往往是选两个相近的数据近似认为它们是线性关系,然后采用内插或外推法计算出工作温度下的物性常数。本文中所编写的程序把温度与密度、温度与粘度进行多项式拟合,使它们之间有两两对应关系。即在程序运行后,只需输入工作温度,程序就可以得到该温度下所需的物性常数。(三)程序的调试与运行结果1.流体阻力原始数据输入三、结论在化学工程与工艺实验中用Matlab软件处理实验数据是很有必要的。以本文中的化工原理实验为例,每一次实验都有大量的数据要处理,我们只要处理自己的原始数据,但教师在批改时就要把我们所有的实验数据都要计算,这个工作量是很大的。有了数据处理程序,教师只需要输入原始数据,运行程序后,就可了解学生的实验是否做得好、实验数据处理结果是否准确,这就可以节省很多的时间。在实际工程中,需要处理的数据更多,计算公式更加复杂,有时为了导出计算公式,还需要建立复杂的数学模型,手工计算基本是不可能完成的。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。(责任编辑:张明德)参考文献:[1]房鼎业,乐清华,李福清主编.化学工程与工艺专业实验[M].北京:化学工业出版社,2000.[2]李丽,王振领编著.MATLAB工程计算机应用[M].北京:人民邮电出版社,2001.[3]黄华江编著.实用化工计算机模拟———MATLAB在化学工程中的应用[M].北京:化学工业出版社,2004.[4]姚玉瑛主编.化工原理(新版)(上册)[M].天津:天津大学出版社,2003.

一、专业简介 该学科是上海市和全国重点学科，已具有50年多年的本科、硕士及博士学位的培养历史；是国内最早从事应用化学人才培养及科学研究的基地之一。皮革化学与工程是从应用化学（精细化工）独立出来的具有我校特色的学科，既保持了原学科的基底，又扩展了其研究领域，依托应用化学学科的教学和科研的优势。研究生导师组成员主要由应用化学硕士点和相关硕士的教授和副教授（其中包括博士生导师3名）所组成。国内兄弟院校的皮革化学与工程学科主要研究方向侧重于皮革工艺过程的研究，和国内同类学科比较，我校的的皮革化学与工程的硕士点主要以研究助剂和皮革专用化学品为研究的主要方向。 近年来本学科在有机染料、有机颜料、日用化学品中间体、特种皮革用助剂、有机硅表面活性剂、化妆品等方面形成了鲜明的研究特色。目前所从事的课题为有机硅和有机氟表面活性剂、皮革用功能染料、化妆品的研究和开发等，申请专利多项，科研成果转化显著，在国际学术期刊Dyes and pigments、Synthesis等刊物上发表论文数十篇。 二、培养目标 皮革化学与工程专业硕士学位研究生要以现代有机化学为基础，以现代精细化学品的合成为核心，同时要掌握物理化学、化学工程、高分子化学（物理）等方面的基础理论和系统的专门知识；掌握现代实验技术和方法以及分析测试技术，熟悉应用化学尤其是皮革化学与工程的研究现状和发展趋势，具备严谨求实的科学态度，独立从事精细化学品研究（尤其是皮革化学品）以及化工生产工艺研究和新产品开发研究的能力；掌握英语或其他外国语，能熟练地阅读本专业的英语或其他外文资料，并具有一定的应用英语或其他外国语的写作能力和进行国际学术交流能力。研究生毕业后能胜任高等院校、科研院所、企业和其他单位的教学、科研和技术管理或营销工作，培养一批既精通应用化学，又具有皮革化学与工程研究开发能力的复合型高层研究和工程技术人才。 三、主要研究方向 1．精细化学品化学与技术（天然和合成皮革用助剂、天然和合成皮革染料、颜料、精细中间体、功能性材料和绿色皮革化学品等）。我院的传统专业是染料和中间体，对传统染料的研究形成了十分浓厚的学术基础。早在上世纪70年代和化工部、轻工部合作研制开发出皮革用金属络合染料，直到现在该类染料仍在皮革市场销售。近年来我校在有机光电功能材料、生物功能性化合物、应用催化技术、感光材料和药物中间体精细合成等方面具有优势和鲜明的研究特色，将这些高等精细化学品具体化，研究开发出新一代高级皮革专用化学品，引入到皮革工业产业中，使其更新换代，提高皮革产品附加价值。 2．日用化学品（化妆品、日用化学品中间体、日用洗涤剂等）。 3．特种表面活性剂（有机硅和有机氟表面活性剂、生物表面活性剂等）。 4．轻工助剂（印染、纺织、造纸、食品等用助剂）。 四、学制和学分 学制为2. 5年。培养年限为2～5年，课程学习成绩有效期为5年。 所修课程总学分不低于32学分。学位课程（包括公共课和专业必修课）不少于18学分；非学位课中专业选修课应不少于7学分，辅修课必须修满4学分，学术讲座2学分，健身1学分。 3．所有计入总学分的课程，除外语在一学年（4个学习单元）内修完外，其它课程应在前3个学习单元内完成。 五、中期检查 中期检查在第二学期末准备，在第三学期初进行，中期检查内容包括对研究生政治思想表现、学习态度、学术作风的综合评价，课程学习的成绩和学分。 六、开题报告 硕士生应首先搜集有关文献资料并进行实际调查，把握学科发展前沿，重视知识产权，写好文献综述，在此基础上，写出开题报告，并在硕士点导师组统一安排的开题报告会上作公开报告、答辩，经审核通过者方可进入学位论文工作。 七、学位论文 学位论文是硕士生基础理论知识和科学研究能力的具体体现，是硕士生培养质量的重要标志。 1. 论文内容 (1) 综述所选课题的理论意义和实用价值，国内外研究动态，需要解决的问题和途径以及本人做出的贡献。 (2) 说明采用的实验方法、试验装置和计算方法，并对整理和处理的数据进行理论分析与讨论。 (3) 对所得结果进行概括和总结，并提出进一步研究的看法和建议。 (4) 给出所有的公式、计算程序说明、列出必要的原始数据以及所引用的文献资料。 (5) 引用别人的科研成果必须明确指出，与别人合作的部分应说明本人的具体工作。 2. 基本要求 (1) 硕士生应首先在导师的指导下做好选题工作，选题应在本学科或交叉学科范围内，选择在社会发展和经济建设中的科学研究或工程技术问题，或在学术上有一定理论价值的课题。 (2) 从事学位论文研究的时间不少于1年。 (3) 学位论文必须在导师的指导下由硕士生独立完成。 (4) 学位论文要求概念清楚、立论正确、分析严谨、计算精确、数据可靠、行文通顺、图表清晰、层次分明、格式规范，能体现硕士生坚实的理论基础、较强的独立工作能力和优良的学风。 (5) 论文工作初期作开题报告。论文进行过程中，硕士生应至少向导师组作一次论文中期进展汇报，接受导师组对论文工作的阶段性检查，其中论文字数不少于4万字。 (6) 学位论文具体格式必须按《华东理工大学研究生学位论文格式的统一要求》进行。 (7) 学位论文的评审、答辩和学位申请与授予等工作按《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》和《华东理工大学学位授予工作细则》的规定进行。