0.4　化工原理課程設計中計算機的應用

目前，計算機技術已在化工原理課程設計中普遍使用，譬如軟件Aspen Plus、VB、Borland C++、Delphi、CAD等。計算機的使用不僅能大大縮短設計時間、提高效率，而且還是提高設計質量的有力保證，尤其是在方案對比、參數選擇、優化設計、圖形繪制等方面更是如此。

0.4.1　CAD軟件的應用

（1）模擬計算

化工設計中工藝計算及結構計算的計算工作量大，且需要經過多次反復計算，如逐板法計算理論塔板數目、試差法確定靈敏板位置等，并且在計算過程中如果參數選取不當或某一步驟計算出錯，那么需要對整個計算過程進行重新計算。因此在實際設計過程中，人們只能采用各種簡化方法計算，但由此引起的誤差可能對設計結果產生嚴重影響。利用計算機不僅能夠解決化工設計中大量的復雜計算問題，而且由于電子計算技術的應用，還在化學的深入研究、摸清化工過程內在規律方面引起了質的飛躍。

作為在化工計算方面的應用主要有：

①基礎數據如化工原料的特性數據計算；

②單元操作的設備結構計算；

③單元操作工藝計算，包括系統最優化計算；

④流程計算。

（2）圖形繪制

計算機輔助設計（CAD）是利用計算機繪制和生成工程圖紙的一種現代高新技術。使用手工繪圖，如果圖形布局不合理，那么設計師必須先擦除原有的線，然后重新在新位置上繪圖。使用Auto CAD系統，用戶只需使用相關命令進行修改，即可獲得滿意結果。

在化工設計中，計算機輔助設計繪圖不但可以畫工藝流程圖、設備總裝圖、零件圖，還可畫設備布置圖、工藝管線配管圖，甚至可以畫設備管線的三維圖像和任一角度的投影。畫圖快速，圖形工整、清晰，線條尺寸誤差在0.3mm以內。

（3）智能CAD與專家系統

CAD不但能代替設計者的手工計算和繪圖，而且計算速度快、精確度高，圖紙質量好，代替大量人工勞動，能夠完成人工所不能達到的復雜運算，某些軟件還能“輔導”一般設計人員進行分析、判斷、決策，這就是智能CAD。

專家系統是將設計專家的知識、經驗加以分類，形成規劃（軟件），存入計算機，因此可以用計算機模擬設計專家的推理、判斷、決策過程來解決設計問題。

0.4.2　Aspen Plus軟件的應用

Aspen Plus是一個生產裝置設計、穩態模擬和優化的大型通用流程模擬系統。Aspen Plus是基于穩態化工模擬、優化、靈敏度分析和經濟評價的大型化工流程軟件，它為用戶提供了一套完整的單元操作模型，用于模擬各種操作過程，從單個操作單元到整個工藝流程的模擬，能自動地把流程模型與工程知識數據庫、投資分析，產品優化和其他許多商業流程結合。Aspen Plus包含數據、物性、單元操作模型、內置缺省值、報告及為滿足其他特殊工業應用所開發的功能。

運用Aspen Plus，可以進行工藝過程嚴格的質量和能量衡算，預測物流的流率、組成和性質，預測操作條件和設備尺寸，減少裝置的設計時間，進行設計方案比較，幫助改進當前工藝等。

0.4.3　化工過程仿真技術的應用

化工生產行業具有顯著的特殊性：工藝過程復雜、工藝參數較多、工藝條件要求十分嚴格，并伴有高溫、高壓、易燃、易爆、有毒、腐蝕等不安全因素?；し抡婕夹g是通過在計算機上進行開車、停車、事故處理等過程實現的操作方法和操作技能的仿真模擬手段。應用這一技術，可以模擬流程在不同工藝條件下運行時可能得到的結果，并對結果進行分析、優選，確定最佳工藝條件或最佳方案。因此，可大大節省過去由試驗（小試與中試）探索最佳工藝條件所耗費的大量資金與時間。