计算机在化工中应用.pdf

计算机在化工领域的应用已经历了四十多年的发展，涵盖了多个阶段，包括量子化学计算、化工过程自动化、计算数学与分析化学的结合、计算机网络技术、计算机模拟技术和计算机智能技术的应用。这些技术不仅推动了化学科学的理论化进程，还极大地提升了化工生产的效率和安全性。 在量子化学计算阶段，计算机被用来解决薛定谔方程，通过从头计算法计算分子轨道，为理论化学提供了强大的工具。而化工过程计算机控制的发展，则标志着化学工业进入了自动化时代，实现了实时监控和交互控制，提高了生产水平。 计算数学与分析化学的融合，如傅立叶变换在红外、质谱和核磁共振分析中的应用，显著提升了波谱分析的速度和准确性。计算机网络技术的进步使得化学信息的收集和共享变得更加便捷，促进了化学研究的国际合作。 计算机模拟技术在化工过程模拟中的应用，尤其是在高温、高压、高风险条件下的模拟，减少了实际实验的需求，降低了成本，加快了科研成果的转化。同时，计算机智能技术在化学专家系统中的应用，如图形化和多媒体技术，改善了教学方式，增强了数据管理和实验设计的效率。 计算机技术在化学中的主要应用领域包括： 1. 计算机网络技术的应用，涉及信息和数据的收集、管理、检索、交换，以及远程教学和多媒体教学资源的创建。 2. 数理统计与实验设计，如正交设计、均匀法设计、数据分析和回归分析，借助软件如Excel、Origin和Statistica进行数据处理和可视化。 3. 计算化学，通过编程解决化学计算、机理推导和方程求解，如Matlab、Mathematica、Maple和Mathcad等软件的应用。 4. 化学结构模拟和图形表达，使用CAD、三维动画技术，如ISIS/Draw、ChemWindow、ChemDraw和ChemSketch等软件绘制分子结构和反应式。 5. 计算机模拟仿真技术，用于化学过程模拟、化工控制技术和仪器操作仿真，如Aspen Plus、ProII、Gaussian和ChemCAD等软件。 6. 计算机自动控制和数据收集，通过接口技术实现自动化控制，确保数据准确无误。 计算机技术已成为化学和化工领域不可或缺的一部分，它极大地拓宽了研究范围，提升了科研和生产效率，同时也对计算机科学本身提出了更高的要求。随着技术的持续发展，计算机在化工中的应用将会更加深入和广泛。