化學工程與材料精選(九篇)

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第1篇：化學工程與材料范文

【關鍵詞】化工原理實驗 實驗教學 教學改革

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）04-0170-02

一、材料科學與工程專業化工原理實驗教學目的與要求

1.化工原理實驗教學目的

該實驗課程主要講述化工原理中單元操作所涉及的各種設備，以鞏固學生加深對化工實際生產的理解，由實驗數據和實驗現象得出結論并提出自己的見解，增強創新意識，同時，對學生的科學研究能力、創新能力的培養也起著十分重要的作用[1-5]。

2.化工原理實驗教學要求

通過實際操作使學生驗證有關化工單元操作的理論，熟悉實驗裝置的結構、性能、工藝流程，掌握化工單元操作方法，培養學生從事實驗研究的能力，其中包括：分析和觀察實驗現象的能力、正確選擇和使用測量儀表的能力、利用實驗的原始數據進行數據處理以獲得實驗結果的能力、運用文字表達技術報告的能力[4-5]。

二、化工原理實驗中存在的不足

1.人數較多，儀器裝置較少，學生動手能力受到限制，由于連年的擴招，每個班的學生人數基本都是35人以上，而實驗儀器的臺套數并沒有增加， 7-8個學生用一臺裝置的現象非常普遍，個別學生根本沒有機會動手操作儀器。

2.學生被動的做實驗，完全按照實驗書上的照搬照抄，“照單抓藥”式的教學，學生花大量的時間寫預習報告，來到實驗室也不知道到底為什么做實驗，怎么做實驗。

3.學生工程實踐性意識淡薄，不知道化工原理實驗的重要性，只是為了學分被動的做實驗，達不到理論聯系實踐的作用。

三、化工原理實驗的教學改革與思考

1.化工原理實驗教學模式的改革與思考

針對“僧多粥少”的問題的教學模式，材料科學與工程專業化工原理實驗充分打破以往“大水漫灌”、“放羊”式的教學模式，分小班、小組教學，每一個小組為3-4人，每一位同學在實驗中都有不同的分工， 比如過濾實驗（恒壓過濾），一個學生要負責壓力閥、料漿閥、料液閥的暢通，一個學生負責記時，一個學生要看濾液量和記錄，大家還要共同清洗濾布，傾倒濾渣，每組學生只有默契合作，才能將實驗做完，這樣就充分調動了學生的積極性、參與性和團隊合作意識，老師再根據實驗操作和小組合作進行現場打分，教學效果明顯提高。

2.化工原理實驗教學方式的改革和思考

每次課授課之前，給學時留20-30min的時間熟悉實驗裝置的結構、性能、工藝流程，掌握化工單元操作方法，正式講課時，以分組提問的方式讓學生自己講解工藝流程和操作步驟，以引導的方式把理論課本上講解的內容和實際操作中遇到的問題相結合，比如傳熱實驗（強化管傳熱），改變原來只做實驗、測數據的單一教學手段，通過強化管的強化方法，引申到化工中常見的傳熱設備的改進方法，討論如何從材料的角度降低成本，從傳熱的角度提高傳熱速率等，學生積極參與發言，各抒己見，當實驗中出現的現象和理論不符時，引導學生從實驗的源頭到實驗過程中分析誤差，充分解決“照單抓藥”式的教學模式。

3.化工原理實驗教學內容的改革與思考

充分聯系課本理論知識，讓學生感覺化工原理實驗非常實用。比如傳熱實驗，告訴學生熱電偶溫度計的測溫原理，溫度計冷端溫度補償的含義，用電腦記錄數據的方法，通過數據處理，雙對數作圖、線性回歸等方法，了解計算機技術在化工原理實驗中的重要性，實驗結束后，學生要對實驗數據進行處理，還要總結和分析，分析實驗數據誤差產生的原因等，根據實驗報告上的數據處理為依據，數據處理主要以電腦處理為主，可以鍛煉學生應用Word、Excel、Origin等辦公軟件的能力。

以上教學內容和教學方法的改革充分調動了學生的實驗積極性，增強了工程觀念，充分做到了理論聯系實際。

參考文獻：

[1]焦緯洲，劉有智，袁志國，祁貴生，高Z.基于工程實踐能力培養的化工原理實驗教學模式的研究與探索[J].實驗技術與管理，2014，31（3）：166-168.

[2]戴益民，李潯，張躍飛.基于創新與實踐能力培養的化工原理實驗研究性教學模式的探索與實踐[J]. 化工高等教育， 2012，6：31-34.

[3]胡秀英，鄭純智.開放式化工原理實驗教學模式研究實驗科學與技術[J].實驗科學與技術，2011，2（9）：111-113.

第2篇：化學工程與材料范文

關鍵詞教學體系 教學內容 教學手段 改革

中圖分類號：G420文獻標識碼：A

Material Mechanics Teaching Base on

"Excellence Engineer Education Training Plan"

JIANG Haibing, WANG Tao, WU Mingming

(School of Mechanical Engineering, Quzhou College, Quzhou, Zhejiang 324000)

AbstractBase on the "Excellence Engineer education training plan"requirements, Reforming teaching system, optimizing the teaching content, teaching method and exploring advanced methods and reform assessment methods, stressing both knowledge and qulity education, so as to cultivating excellent engineers with down-to-earth basis, , high ability and quality, innovative spirit.

Key wordsteaching system; teaching content; teaching method; reform

材料力學是機械專業重要的專業基礎課，與工程實際問題結合緊密，實用性強，不僅滿足學生學習后續專業課的要求，也是滿足學生畢業后從事專業工作、新項目研究、開發和繼續學習的要求。應用型本科院校學校材料力學課程的傳統教學與“卓越計劃”在教育指導思想、教學體系結構、內容、教學手段、考核方式等方面存在許多不相適應的地方，急需妥善解決。

1 課程現狀

傳統教學方法在某些方面已不能適應要求，問題主要表現以下幾個方面：①②③（1）課程教學方法落后；（2）課題體系結構不適應工程師培養模式；（3）教學內容與科學發展脫節；（4）教學手段單一；（5）實驗教學體系不適應卓越工程師教育計劃理念。

綜合上述，材料力學課程教學目前存在著很多問題，必須有針對性的進行教學改革，逐步完善教學。

2 教學改革

2.1 教學體系結構改革

傳統教學采用“以四大基本變形為主線”的教學體系，如圖1所示，這種按基本變形為主線的內容體系，內容重復多，花費學時量大，教學過程缺乏新意，難以激發學生學習興趣。從培養高素質人才的要求出發，重視學生能力與素質培養，打破了傳統體系的結構，提高了材料力學的起點，采用從“內力―應力―變形”的課程體系結構，如圖2所示，運用啟發式教學代替灌輸教學，面向能力培養、面向學生自主學習的教學模式，提高學生素質和能力，強化培養學生的工程能力和創新能力。

2.2 教學內容改革

“卓越計劃”旨在培養一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務，“內力―應力―變形”的教學體系結構的教學內容緊密聯系地方經濟和特色產業，立足服務地方經濟、反映材料科學技術的發展。采用了衢州地區的特色工業產品作為課程教學案例，培養了學生的分析問題和解決問題能力，提升了學生的素質。

圖1傳統材料力學的教學體系結構

圖2“內力―應力―變形”的教學體系結構

2.3 教學手段和教學方法改革

在新教學體系中采用的教學手段與教學方法，如圖3所示：團隊教學實行理論課程與實踐課程平行的開課方式，資深教授采用多媒體手段，推行啟發式教學、研討式教學和學生研究性學習講授理論。科研能力強的青年教師和聘任的企業專家指導實踐課，采用項目教學、案例式教學方式講授實際案例，借助計算機仿真對案例進行建模與仿真。理論課和實踐課采用提出問題―分析問題―解決問題思路培養卓越工程師，促進高等教育面向社會需求培養人才，全面提高工程教育人才培養質量。

圖3教學手段與教學方法圖4實驗體系結構

2.4 實驗體系改革

將實驗內容進行整合，分為基本性能實驗、綜合設計性實驗和前沿專業性實驗，如圖4所示。

基本性能實驗是對傳統實驗項目精選、提高、歸并，培養學生基本力學實驗技能和加強現代力學測試方法和實驗技能的基本訓練。綜合設計性實驗較為復雜，學生根據實驗要求，設計實驗方案，擬定實施實驗步驟，并完成實驗，增強思考性和啟發性，增加了學生動手、動腦的機會，培養學生發現、研究和解決問題的能力。前沿專業性實驗是以機械創新設計大賽模型、畢業設計課題和科研等為基礎開展的實驗項目，使學生開闊眼界，了解前沿研究動態，跟蹤學科的發展方向，培養學生運用高新技術解決實際問題的能力和創新能力，為以后的工作、研究奠定基礎。

2.5 考核方式改革

考試內容改革是減少記憶書本知識的考試內容，出一些靈活性大、知識面寬、綜合運用知識能力強的題目。改革標準答案式的考試成績評價方法，注重考查學生的解題思路和綜合分析與解決問題的能力，活躍學生思維，激發學生的創新意識，培養學生的綜合運用知識的能力。

3 結束語

在教學改革實踐中，只有通過改進教學內容和教學方法，才能調動學生的學習積極性，激發學生的學習興趣，才能提高了教學質量。針對材料力學的教學現狀和材料學科的發展趨勢，根據“卓越計劃”要求，進行教學體系改革、優化教學內容、探索先進的教學手段和方法，進行考核方式改革，并重知識教育與素質教育，旨在為社會培養具有基礎扎實、能力強、素質高，具有創新精神和職業道德品質高的卓越工程師。

注釋

①劉軍.材料力學教學改革探索[J].煤炭高等教育,2005(7).

②謝盛輝.材料力學教學改革探索[J].攀枝花學院學報,2006(8).

第3篇：化學工程與材料范文

化學工程技術涉及到我國國民經濟發展的方方面面，對中國的發展有著重要的意義，對化學工程技術的研究就關系到我國經濟的發展，應該得到十分的重視。分析研究當代化學工程技術的發展趨勢有利于不斷提高化學工程的技術水平，從而讓化學工程技術更好地為經濟和社會的發展服務。

一、化學工程技術的產生及發展

化學工程最早產生于19世紀的歐洲，到20世紀石油的開采進一步發展，石油化工業興起。一戰后美國經濟迅速發展成化學工程領域的領跑者。二戰期間化學工程的作用大大的顯示出來，各種化學武器搬上戰場。原子彈的研發也是這期間化學工程領域突破性的進展。

20世紀60年代開始化學工程技術的應用領域進一步的擴展，已經從一些小型化工產品向著研究大型化工設備的方向前進，出現了許多能夠生產大量化工產品的大型裝置。60年代后，計算機開始應用到化學工程領域，極大地促進了化學工程技術的發展和進步。至此70年代以來各種高新的化學工程技術不斷地出現，化工領域的變化也稱得上是日新月異，取得了很大的成就。

二、化學工程技術在新世紀的發展趨勢

化學工程的迅速發展在中國已經成為一級工程學科，在新的世紀呈現與相關的學科交叉結合的趨勢。

1.化學工程與相關學科的交叉

1.1與高分子化學、高分子物理的交叉。化本文由收集整理學工程與高分子化學、高分子物理的交叉的學科工程就是所謂的材料化學工程。這一發展趨勢是將工程化學原理應用到材料的制造過程中，把自然資源的粗材料加工成精細的化工材料。這一發展趨勢的應用領域十分的廣泛，如農業中用的薄膜以及各種新型纖維，汽車器材的制造。

1.2與生物化學、微生物學的交叉。化學工程與生物化學、微生物學的結合就是生物化學工程，是將化學技術手段應用于生物技術的研究，生物科學實用化學技術手段轉化為能偶為人類使用的產品。化工原料的生產就是這一技術的主要應用領域，還有各種農藥、酶制劑以及氨基酸的生產，這些產品都是人們生活中必須要用到的。有了生物化學技術，更加方便了人們的生產生活。

1.3與有機化學、無機化學的交叉。化學工程與有機化學和無機化學的交叉學科就是精細化學工程。這一技術的主要應用領域是化肥的生產以及石化企業的石油精細化產品的加工生產。

1.4與環境學的交叉。當今社會經濟發展的同時環境的保護也越來越得到重視，不斷發展的化學工程技術也要注意到環境的發展，這就是環境化學工程。目前主要應用于一些無公害產品的生產，以及凈化環境技術的研究。

1.5與物理、微電子學的交叉。化學工程技術與各種電子產品的生產技術的結合，有利于各種微電子產品如硅、線路板的生產發展。

2.化學工程與數學、物理學、基礎化學進一步結合

2.1與數學的結合。當代化學的發展必須要掌握一定的數學工具，化學工程中非線性代數的應用越來越廣泛，表明化學工程技術與近代數學的進一步結合。

2.2與物理學的結合。化學工程技術與物理學的進一步結合體現在x光衍射、氣相色譜程序以及電鏡等高科技產品的研發和利用方面。

2.3與物理化學、生物化學的進一步結合。化學工程技術與物理化學、生物化學學的結合主要體現在人力學參數的預測和生物環境的治理上，通過與生物化學學技術的深層次結合，是這兩項技術有了很大的進展。

三、促進化學工程技術發展的對策

1.著眼全局提高化學工程技術水平

化學工程科學近年來的發展趨勢已經明顯地呈現與多學科交叉的現象，要進一步促進化學工程技術的進步，就要從全局出發綜合考慮與化學工程交叉的各個領域的情況。要統籌考慮各個領域的運用，做好整體的規劃，協調各項科學的開發利用。并且統籌現有領域的同時積極開拓新的研究領域，使各個學科領域相互促進，最后實現共同發展。

2.提高化學工程機械設備研究水平

機械設備是提高一項技術必須具備的，先進的機械設備能為更高水平的技術研究硬件支持。但是相對而言，目前化學工程技術方面的機械設備還比較落后，應該加強研究力度，向世界化學工程技術研究的機械水平靠近。有了這些高科技水平的機械設備，在化學工程技術領域趕超世界水平指日可待。

3.做好化學工程技術的教育工作

任何一項技術的發展都不能離開高水平的人才，所以要促進化學工程技術進一步發展需要加強化學工程領域的教育培訓工作。不僅需要培養化學工程技術方面的知識，與其相關的學科的教育與培訓也要加強。不僅僅培訓理論知識，更要加強學生的實踐能力，為化學工程技術的發展儲備人才。

4.積極開拓化學工程技術的應用市場

當今化學工程技術的應用領域已經很廣泛，但是如果想要進一步的發展還要積極研究開發新的工藝、新的產品，尋找新的市場。市場是產品開發的動力，有了市場的需求才會帶動產品的生產，也就會促進技術水平的提高。

第4篇：化學工程與材料范文

    一是化學工程是個動態靜止的工程。二是化學工程更具潛在性風險。三是化學工程對人的影響更直接。四是對化學工程的監控難度較大。用籠統的工程倫理來限定化學工程顯得“帽大頭小”,有必要針對化學工程的學科特點提出相應的倫理規范。化學工程倫理研究的難題在于工程倫理學與化學工程倫理不能完全契合,在于現有的工程倫理理論框架不能完全適用化學工程技術。化學工程倫理應該是就工程所依托的化學技術的特點,針對化學工程主體提出的倫理規范。化學工程的自身特點決定了化學工程倫理不能簡單等同于化學工程師的職業倫理,決定了與化學工程倫理交叉的環境倫理、生態倫理和生命倫理等其他倫理是研究化學工程倫理的重要理論來源。

    基于化學工程的特點和倫理困境,化學工程受化學工程主體共同體的影響。即化學工程是化學工程師、工程投資者、政府企業決策部門、工程影響人群等主體共同體作用力合力的結果。化學工程師的職業倫理是化學工程倫理的最主要組成部分。不同的化學工程師與化學工程的投資方雇傭關系不同,面臨的倫理困境不同,在化學工程中承擔的責任不同。

    化學工程的倫理規范要高于一般工程

    化學工程具有一般工程的特點,同時高危險性高污染性使得化學工程與一般工程的不盡相同,化學工程對環境和人類健康的影響更為迅速和直接,與公眾的生存環境和自身健康息息相關。因此,化學工程的倫理規范要高于一般工程。基于化學工程的以上特點,化學工程倫理規范的構建就尤為重要。

    化學工程理論是工程理論的一部分,將科學技術轉化為生產力的化學工程,不僅是一種技術的應用行為,同時也應該被視作一種社會實踐活動。因此,化學工程倫理規范的構建應該技術和社會實踐兩方面來考慮。

    二、降低化學原料的威脅

    一是化學工程中使用到的原材料,大多數都帶有危險標記,對人們對健康具有一定的威脅。甚至,有些化學原料無色無味,可以使人在不察覺的情況下吸入或接觸到,從而造成對人體的傷害。危險化學原料應該具有醒目的危險標志是十分必要的:二是危險化學品在生產、儲存、使用、經營和運輸過程中都應得到妥善處理。有些危險化學品,可以通過冷藏壓縮,密封保存等技術手段來降低和消除對人體和環境的危害。運用專業的技術降低化學原料的威脅刻不容緩。

    三、保證生產過程的規范和安全

    在化學材料的生產過程中涉及很多環節,每個環節都可能具有潛在的危害。保證整個生產線都達到科學工藝的要求能夠減少工程事故和對環境的危害。一是通過對相關技術人員的培訓,使其了解生產過程環節的危害,使其在每個生產過程中的操作都符合相應的規范,對于一些故障能夠妥善處理。二是運用技術手段對每個生產環節可能出現的危險進行預防和控制,要有完備科學的三廢處理設備,保證生產過程的規范和安全。

    (一)治理和修復化學工程對環境的危害:對化學工程對環境的污染應該做的預防為主,防治結合,綜合治理。但是,有些化學工程對環境的危害,運用目前的技術手段不可避免的。或者,由于種種原因,對環境的污染已經造成,都可以運用相關技術,采取有效措施,對污染后的環境進行治理和修復。

    一是必須對環境污染工程進行詳細分析,找出污染源,確定污染物,最終制定相應措施對環境進行治理和修復:二是修復過程中采取的方式方法,應該充分考慮到周邊公共建筑和相關人群的敏感度等因素,建設修復設施不得對場地及周圍環境造成新的破壞。

    (二)構建化學工程倫理的制定和實施方法

    一是化學工程倫理的制定和實施要比一般工程更加嚴格,確保化學工程的規范和安全;二是對化學工程倫理的監督和執行也要高于一般工程,敢于接受社會各方面的監督,取得公眾對于化學工程的信任。三是化學工程師應保證化學工程科學合理的論證和設計,全力參與、全程跟蹤化學工程活動,同時對化學工程的每個生產環節進行監督,從而降低化學工程風險,保障化學工程合倫理性。四 是工程決策者應該根據針對工程中可能存在的問題和風險進行分析,制定不同的備選方案,選擇合適方案,實現工程最優化。五是政府部門應該在道德約束和倫理規范尚不完善的情況下,對化學工程中的每個參與者進行監督,明確他們的權利義務,監督和管理化學工程的實施。六是公眾是化學工程的最直接利益相關主體,有權監督化學工程的運行和實施,捍衛自身健康和生存環境安全,并對化學工程的負影響,提出正當的倫理訴求.。

    化學工程是工程的一個重要分支,化學工程倫理規范應該在原有工程倫理規范的理論框架下,同時結合化學工程理論來構建。通過技術了解危害,規范操作,對可能的危險進行預防和控制;同時,任何一個工程也是一種社會實踐活動,那么就不應該脫離社會而獨立存在,當然也應該受到社會倫理規范的約束。

    通過管理,結合國內的具體情況,明確不同角色的權利和義務,同時制定相應的化學工程倫理規范。

第5篇：化學工程與材料范文

【關鍵詞】化學工程技術；化學生產；應用

前言：

伴隨科學技術的發展，專業人員對化學工程研究已經從單一走向研究領域與多學科相結合的多元化方向發展，隨著時代的需要，科學技術的發展，新的發展熱點的出現，化學工程的發展方向也是多元化的。化學工程技術多元的發展給社會帶來的也將是全新的面貌，推動整個社會向前的步伐。

1化學工程技術的概述

化學工程技術主要研究化學生產過程中產品的研究開發，同時也需要設計和管理反應裝置，因此它是一門集合理論和實際操作的綜合性技術。在化學生產中運用化學工程生產技術，可以顯著提高生產效率，縮短生產時間，同時還可以大幅提高產品的質量，減少成本和原材料的消耗，對于產品的開發以及技術的改進都具有非常重要的作用。

近幾年我國的科學水平不斷進步，化學工程技術越來越來越廣泛地被應用在化學生產中。化學生產關系著全社會對化工產品呢的需求，也影響著我國其他產業的生產發展。化學工程技術在化學生產中的應用十分必要，對于維持人們的正常生活和社會的穩定都有重要作用，因此，其應用也越來越受到人們的重視。

2化學工程中的新型反應技術

2.1綠色化學反應技術

環境問題在當今社會的發展中尤為重要，而綠色化學就是指不會污染環境的，可以保護環境的化學技術。這種技術主要采用化學方法和技術來減少甚至消除潛在污染源，比如那些妨礙社會安全、對人類健康有害、影響生態環境的原材料都可以通過這種技術加以治理，從而減少環境污染，達到保護環境的目的。而且綠色化學技術可以將污染從源頭就加以消除和治理，因此，對環境治理非常徹底。

2.2超臨界化學反應技術

所謂的超臨界液體就是指具有液體和氣體雙重性質的物質。當壓力和溫度都位于臨界點之上時，其狀態也位于氣體和液體間。這種超臨界流體的應用十分廣泛，在生物化工、化學工業、醫藥工業以及食品工業等表現出巨大的研究價值，具有十分光明的發展前景。我國目前的超臨界化學技術雖然已經取得巨大的進步，但是有些方面還不夠成熟，仍然具有非常廣闊的提升空間，需要繼續努力開發。

2.3新分離技術

傳統的分離技術是利用沸點不同，使不同的組分從分離塔中先后分離出來。首先是對設備的強化，隨著科學水平的進步，分離技術也在不斷地更新和改進，但是任然存在很多不足的地方。而信息技術的發展，給分離技術帶來一個嶄新的局面，人們將信息技術引進到分離技術的開發研究中，取得了非常明顯的進步。比如在熱力學的傳遞性質和多相流的研究過程中，就是引入信息技術，并使之發揮功效，進而達到分離的目的，此方法已經成為成熟的分離技術。再如分子模擬可以提高預測平衡性質的水平，進而加速分離分子，可以用于開發新型的高效分離劑。因此，信息技術的引入對于深入和促進分離技術的深入具有重要作用，并且還能顯著提高工作效率。

3化學工程技術在化學生產中的應用新方向研究

3.1傳熱過程的強化

此研究主要是改進換熱器的設備，通過這種方法來提高傳熱效率，并且使設備可以持續放熱。要達到這個目的，就必須改進原來的設計工藝，開發新型傳熱材料，這樣才能不斷優化傳熱技術。

3.2微細尺度傳熱學

微細尺度是傳熱學中一個熱點的分支學科，具有非常廣闊的發展前景。當物體尺寸大于連續介質時，由于尺度微細，原來的影響因子也會發生變化，這樣就導致了傳入和流動規律的變化。目前的納米和微米科學都取得了明顯進步，也衍生了很多以微細尺度傳熱學為基礎的研究領域，并取得了豐碩的成果，比如微型熱管、多空介質流動傳熱、高集成度電子設備等多項研究成果。

3.3傳熱理論

一直以來，人們都在研究液體核態沸騰的原因。但是由于沸騰復雜多變，研究過程中無法進行準確的計算。目前的研究方法存在的嚴重缺陷是計算的準確率過低，而且必須以大量實驗做為基礎保障。因此我們必須從新角度來和研究問題，根據基本理論，找出新的計算方法和模型，不斷深入研究傳熱理論。

3.4傳熱學中細微尺度的研究進展

細微尺度是指從時間尺度和空間尺度進行更細微的研究的熱學范疇，如今它在熱學中已經形成了一個分支，具有廣闊的發展前景。當一個物體的尺寸遠大于其載體時，這樣的情況會存在，但是由于尺寸的更加細微，原來的假設影響因素也會發生相應變化。目前納米技術已經取得顯著的成績，很多領域都是圍繞傳熱學中的細微尺度技術進行研究的，近年來取得了高集成電路、多空介質流等新成果，產生了巨大的經濟效益。

3.5傳熱設備的研究進展

近些年來，利用翹片來強化傳熱，管外的翹片強化傳熱原理包括有前緣效應和非穩定性擾動以及減薄邊界層等幾種。常用的片是沖縫片和百葉窗。將來對此的研究應該將分布參數和場地模擬相結合，來優化傳熱裝置結構的參數，實現管翹式的傳熱針設計。

3.6與計算機技術的相結合

計算機技術的不斷進步是化學中大量的技術問題能夠得到有效的解決。同時節約了大量的人力物力財力，也增加了數據和相關機械的精密度。計算機的主要貢獻表現在計算流體力學、數值傳熱力學、采用計算機技術進行統計、計算有利于將數據更直觀的表現出來，表現形式更加多樣，能夠有效分析大量實驗數據。

3.7與材料科學和信息工程相結合

科學的進步和新技術的研究涌現就為化學工程的研究提出了新的機遇。如何形成優質的服務體系和完整地理論作為研發支撐成為化學工程面臨的問題。

所以它必將進入一個新的發展階段，在發展中應注重與多學科的交叉，更多的研究應該包括信息和化學應用、生物與化學以及能源環境與化學相結合的學科，這都為化學工程的發展提供了新的研究方向。由于信息技術不斷深入各個行業，為此通過信息技術可以將大量的信息收集、整理進行數據統計分析，得出結論可以為化學工程發展研究提供新的方向。

3.8做好人才工程的建設

21世紀國際社會的競爭實質上就是以科技實力為基礎的綜合國力的競爭，誰在科技上遙遙領先誰就掌握了國民經濟發展制高點。科學技術的競爭說到底是人才的競爭，人才是科學技術發展的動力。而化學工程技術也同樣需要優秀的人才，因此，我們要加強化學工程的教育，培養出更多的優秀化學人才。另外，還要提高化學工程待遇，加強國內外的學術交流。目前化學工程技術正處在飛越發展期，隨著化學技術的不斷加大，化學工程技術必將以全新的面貌展現在我們面前。

4結束語

綜上所述，化學工程技術在化學生產中具有非常重要的作用，其應用大大提高了生產效率，節約了能源和原材料，而且還提高了產品的質量，為滿足人們的日常需求和社會穩定作出重大貢獻。

本文主要概述了化學工程技術，并對其中的一些核心技術和研究進展進行了闡述，比如綠色化學反應技術、超臨界液體技術和新分離技術等，希望可以更好地促進化學工程技術的發展，不斷改進理論和技術，進一步擴大其應用范圍，使它發揮更大的作用，為人類提供更好的生活，同時促進社會的不斷進步和發展。

參考文獻：

[1]張楊.淺談化學工程技術在化學生產中的應用[J].科技創新與應用.2014（08）.

[2]陳偉.淺析化學工程技術在化工生產中的應用[J].科學專論.2013（01）.

[3]張燕.化學工程在化工生產的應用探析[J].技術與化學工程.2013（09）.

第6篇：化學工程與材料范文

就其中的催化科學與工程而言，已經成為當今國際上最活躍的科技領域之一。據統計，與催化有關的產值約占國民生產總值的25%；催化劑是目前更新換代最快、經濟產出比最大的技術產品之一。尤其是近年來，材料物理、表面科學、計算機模擬技術、綠色化學、生物化學和納米技術的進步給催化科學與工程的發展帶來新的活力，使之成為解決資源、環境、生命和材料等領域中科技問題的支柱科學技術。

培養目標：使畢業生適應國家經濟與科技發展的需求，成為具備寬厚的理論基礎知識，通曉化工生產技術的專業原理、專業技能與研究方法，能夠從事過程工業領域的產品研制與開發、裝置設計、生產過程的控制以及企業經營管理等方面工作的高素質科技人才。

主干學科：有機化學、物理化學、化工原理、化學反應工程、化工機械、精細有機合成原理等。

主要課程：無機化學、分析化學、大學物理、有機化學、物理化學、化工原理、化學反應工程和一門必選的專業方向課程。 另外輔修化工經濟技術分析、電工電子等。

主要專業實驗：有機化學實驗、無機化學實驗、化工熱力學、化工傳遞過程、化學反應工程、化工過程系統工程、工業催化和應用化學等。

主要實踐性教學環節：包括化學與化工基礎實驗、認識實習、生產實習、計算機應用及上機實踐、課程設計、畢業設計（論文）（計算機應用要求較高）等。

專業發展方向：化學工程、化學工藝、精細化工。

1.華東理工大學 2.天津大學 3.北京化工大學 4.南京工業大學 5.大連理工大學

6.浙江大學 7.中國石油大學 8.華南理工大學 9.太原理工大學 10.四川大學

11.鄭州大學 12.湖南大學 13.哈爾濱工業大學 14.西安交通大學 15.上海交通大學

16.江南大學 17.中南大學 18.南京理工大學 19.中國礦業大學 20.湘潭大學

大連理工大學化工系創辦于1949年，1952年高等學校院系調整時，一批著名化學家匯集大工，形成了具有雄厚實力的化工學科。改革開放后，化工各學科發展很快，師資隊伍和招生規模不斷擴大，1984年發展為化工學院，學院設有化學、化學工程、生物工程、材料化工、化學工藝、工業催化、精細化工、高分子材料和化工機械等9個系，24個教研室。現有本科生2410人，碩士生494人，博士生241人，博士后科研人員7人。教職工370人，其中中國工程院院士1人，雙聘院士3人，“長江學者獎勵計劃”特聘教授2人，博士生導師37人，教授53人，副教授80人，高級工程師17人。

化工學院現有化學工程與技術一級學科博士學位授予權，覆蓋了其全部五個二級學科――化學工程、化學工藝、應用化學、工業催化和生物化工，并設有化學工程與技術博士后科研流動站。此外還有高分子材料、無機非金屬材料及化工過程機械博士點和3個理科化學碩士點。生物化工、應用化學、環境學科設有“長江學者獎勵計劃”特聘教授崗位。學院擁有應用化學國家重點學科，化學工程、工業催化和生物化工三個遼寧省重點學科，精細化工國家重點實驗室，分析中心及15個研究所，擁有400兆核磁共振，氣/液質譜、飛行時間質譜、X射線衍射儀等大型分析儀器40余臺，成為我國培養化工高層次人才和科學研究的基地。

化工學院作為大連理工大學的重要學院，50年來為國家培養了2萬名畢業生，其中許多人成為國家各部委和省市領導，中科院院士，國家有突出貢獻的專家以及大專院校、科研院所和廠礦企業的廠長、經理、總工及業務骨干，為適應社會需求培養了復合型、外向型高技術人才。

化工學院廣泛開展國際學術交流和技術合作，已經與日本、韓國、美國、加拿大、澳大利亞、德國、奧地利、英國等國家的大學、研究機構或公司建立科技合作和學術交流。

化工學院辦學宗旨是以人才為本、創新為先，辦學思路是以貢獻求支持，以改革促發展。重視面向社會經濟建設的重大關鍵技術的基礎研究和應用基礎研究，每年都承擔一批國家、省市級科學基金和“973”“863”及“九五”重點攻關項目，同時與企業建立產、學、研三結合緊密型協作關系，解決技術難題及高新技術和新產品的開發工作，化工學院每年科學研究經費達3000萬元以上，近兩年科技成果顯著，獲國家科技進步獎二等獎一項，省部級科技進步獎一等獎三項、二等獎三項。

問題1：化學工程與工藝專業的學生應掌握怎樣的知識和能力？

1.掌握化學工程、化學工藝、應用化學等學科的基本理論、基本知識；

2.掌握化工裝置工藝與設備設計方法，掌握化工過程模擬優化方法；

3.具有對新產品、新工藝、新技術和新設備進行研究、開發和設計的初步能力；

4.熟悉國家對于化工生產、設計、研究與開發、環境保護等方面的方針、政策和法規；

5.了解化學工程學的理論前沿，了解新工藝、新技術與新設備的發展動態；

6.掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法，具有一定的科學研究和實際工作能力。

問題2：化學工程與工藝專業的學生就業方向？

本專業畢業生知識面寬，可到工業部門從事化工類產品的設計、施工、生產管理、技術開發、應用研究以及貿易等方面的工作，也可到科研、商貿、行政等部門從事與化學工程相關的工作。

也可在化工、煉油、冶金、能源、輕工、醫藥、環保和軍工等部門從事工程設計、技術開發、生產技術管理和科學研究等方面的工作。

還可以到化學工廠、大學、政府社團、保健服務、中學、醫院、工業實驗室、圖書館、醫藥公司、私人企業、實驗研究所等從事相關的工作。

問題3：化學工程與工藝專業方向的不同有差異么？

化學工藝包括能源化工、材料化工、有機化工、環境化工、高分子化工、無機化工等眾多領域，覆蓋面廣。它不僅涵蓋了傳統的基礎領域，同時與材料、能源、生物、醫藥、環境等學科滲透融合，不斷地培植出新的生長點。它既是一個歷史悠久、曾作出重大貢獻的學科，又是一個新世紀不可缺少的充滿了生機與活力的學科。

化學工程是以化學工業及相關生產過程中所進行的化學、物理過程為研究對象，探究其所用設備的設計原理與操作方法以及最終實現過程優化所應遵循的共性規律。本專業方向學生主要學習化工流體流動與傳熱、化工傳質與分離過程、化工熱力學、化學反應工程、化工傳遞過程基礎、化工數學、化工分離過程、化工工藝學、化工過程分析與合成、化工設計等課程。為拓寬專業面，增加適應性，還開設生化基礎、石油煉制工程、環境化工、化工機械基礎、ChemCAD等課程。

問題4：與化學工程與工藝專業相近的專業是什么？

制藥工程（主要是化學制藥）。

問題5：化學工程與工藝專業中的催化科學與工程具體是什么樣的學科？

它是催化化學、材料物理及化學工程之間的交叉學科，具有理工結合的特點。

培養德、智、體全面發展的具有開拓能力的高級工程技術人才，業務培養目標為：培養具有催化科學技術基礎和掌握化學反應工程理論，具備扎實的材料科學理論和技術知識，熟悉現代化學物理研究方法和技能，了解現代科技現狀與發展前景，能勝任化工、能源、材料、醫藥、食品、環保等領域中相關的新工藝、新材料、新產品的研究、開發、設計和工業化的復合高等工程技術人才。

第7篇：化學工程與材料范文

化學工程技術簡稱化工技術，在化學生產領域中有著非常重要的地位。利用化學反應理論技術基礎，進行大規模的化學工程生產，從而生產滿足化學領域需求的產品。在農業方面，化學工程技術就起到了非常重要的作用。農作物的農藥，化肥等都是化學生產的產品。這些產品對于人們的生產與生活都有著非常重要的聯系。因此化學工廠成為了市場化學產品的主要生產基地，而化學工程技術也成為了化學生產的技術基礎。那么，對于化學工程技術而言，其有著哪些核心優勢呢？化學工程技術的技術理念又是什么呢？

1.1化學工程技術的技術理念分析

化學工程技術是基于化學反應以及化學元素等理論基礎進行的大規模的生產性技術，利用先進的設備與反應環境，實現對某種產品的大量批量生產，以此來滿足人們對于化學產品的需求。在化學工程技術中，理論基礎是必不可少的，但是，在生產的過程中，反應設備等的建筑也非常重要。因此反應設備也有可能是反應物質，因此為了能夠追求最高的生產效率，滿足人們的生產需求，化學工程技術在技術完善性方面做了非常大改進。在廢物處理方面，也有了完善的體制，從而減少了因為化學生產而對環境方面造成的傷害。

1.2化學工程技術的核心優勢分析

化學工程技術以化學反應以及化學元素理論為基礎，通過大規模的化學反應來生產市場所需的化學產品。由于在自然界中，很多化學產品不是自然形成的，即便在自然界中存在，其存量也無法滿足需求。因此，為了能夠滿足人們對于某些化學產品的使用。就可以通過化工生產，來進行批量的生產，保證足夠的供應。因此，對于化學工程技術而言，其技術核心可以概括為以下幾個方面：第一，完善的技術理論基礎；化學反應原理，原子守恒等化學理論技術，成為了化學工程技術的完善的理論基礎體系。如果在生產的過程中，對于某一種元素物質產品需求量較大，那么就可以通過化學技術進行實現。例如，在現代社會中，為了能夠呼吸到新鮮的空氣，很多人開始喜歡吸收純氧。那么，就可以利用化學理論進行純凈氧氣的生成，從而滿足人們的需求，當然，這也在一定程度上實現了市場的拓展。第二，高效的生產效率，化學工程技術為化學產品的生產奠定了強大的技術基礎，為了滿足市場的需求，化學工程技術在高產出，以及高效率等方面做出了非常大的改進，在原料提取以及生產加工的流程方面也有了十足的進步。因此，在技術優勢方面，滿足了市場化的生產模式。通過化學工程技術的引入，讓化學生產領域實現了模式化，一體化以及車間化的生產模式，不僅僅實現了高效的化學生產，更在一定程度上實現了成本壓縮等。總之，化學工程技術的核心優勢非常明顯，對于市場的發展而言，也有著推動性的作用。

2綠色化工技術在化學生產中的應用

雖然在化學生產領域中，化學工程技術起到了非常重要的作用，也讓人們的需求得以滿足。但是，由于化學生產過程中，容易產生大量的污染物質或者是廢棄物質，在傳統的化學生產以及化學工程技術中，并沒有完善合理的治理措施。甚至在一些化學工廠中，這些污染物或者廢棄物是直接進行無處理排放的。長期以往，對于環境造成的傷害是非常大的。近年來，我國的霧霾以及化學煙霧，癌癥村等現象的出現，也就在一定程度上說明了化學生產中出現的問題。因此，為了能夠保證化學生產的良性發展，也是為了能夠符合當前節能環保技術的理念。綠色化學工程技術開始得以研發，并逐步應用到化學生產領域，從而從根本上改變了化學工程技術的面貌。綠色化學與綠色化學工程技術，是代表未來化學生產的方向性理念。在化學生產的過程中，建立完善的生產體系，尤其是在反應的過程中，杜絕傳統的為了結果而不惜代價的生產方式，采用綠色型與節約型的生產方式，在技術方面，也需要不斷進行技術改革，尤其是廢物處理技術中的一些設計中，要充分體現綠色化學的特點，并能夠做到真正意義上的節能減排，廢物有效處理。總之，化學生產領域中，綠色化學的理念一定要深入其中，綠色化學工程技術的研發也應該繼續，生產需要滿足市場，也同樣要保證環境的安全。

3結語

第8篇：化學工程與材料范文

    說到“食”,現今社會中,在這個“食”里充斥著的化學產品太多了,這些化學產品中有好的,也有很多具有副作用的,我們要選擇性的發展。它們的技術產品革新,特別是合成氨技術的出現大大的提高了世界糧食的產量,保證是數以億計的人的“吃飯”問題。這已足以說明化學工程在我們日常生活中重要的地位和作用。而日日與我們相伴的調味品,甚至食品添加劑、防腐劑在賦予了食物美味的同時,也保證了他們的新鮮,他們都是通過化學方法所制的,這些也是化學工程對生活的貢獻。

    在“住”方面,我們蓋房所需的鋼筋水泥、玻璃門窗,裝修所需的油漆石膏、地磚馬賽克,日常所需的鍋碗瓢盆、肥皂化妝品都是以化學物理原理為基礎,通過工業生產而成的典型的化學工程產品。正是這些煉制鋼鐵、燒制玻璃、配制油漆洗發水等化工工藝的不斷提高,才保證了我們“住”的質量的巨大飛躍。“千里之行,始于足下”,日常行走離不開我們的雙腳和腳下的鞋,而說到鞋就不得不提我們前面說到的它對橡膠和皮革制造產業的依賴。當然,現代人在“行”方面更多的會選擇自行車或汽車這種相對更加便捷的交通工具,制造它們必不可少的便是鋼鐵、塑料、皮革、橡膠這些化學工程相關產品。而汽車想要行駛起來,離不開鋪設柏油路的瀝青和各種汽油、柴油、添加劑、油,這些都是石油化工的主要產物。所以說,我們的日常交通離不開化學工程的功勞。

    談到國防航天事業,雖說是國家大事,但也是與我們每個人都息息相關的事情,航母的下海,飛船的上天,這已不僅僅是關乎民族自豪感了,而是關乎我們整個國家全體國民的安全和利益的事情。但是想要把他們造出來卻絕非易事,在太空中或極端惡劣的作戰條件下,一般的鋼鐵材料往往承受不了環境帶來的巨大傷害同時較大的自重更會影響其關鍵時刻的機動性。高分子材料、納米技術等先進的化學工程技術的出現則較好的解決了這一難題[4]。這使其不僅具有抗高溫、抗創擊能力,又保持了自身的靈活性,極大的推進了我國國防航天事業的發展與進步,保證了國家的國泰民安。

第9篇：化學工程與材料范文

【關鍵詞】:化學工程;系統;和諧;辯證法

自然界中的和諧系統比比皆是,大至宇宙,小到原子;地球生態系統是和諧的,動植物群落是和諧的,人類社會體系是和諧的,健康的人體更是一個絕妙的和諧體。所有這些和諧系統遵循著同樣的辯證綜合的規律,具體可以歸納出三條:1.統一律;2.層次律;3.進化律;所有和諧系統具有同樣的性質:1.開放性;2.自組織性;3.非線性;4.無限發展性[1]。當愛因斯坦把大半生致力于統一場論時,其哲學上的需要相對物理學上而言或許要來得大,面對物理學的系統和諧,理論規則的分立是不能令他覺得滿意的。而化學工程的發展是不是因循同樣的哲學歷程呢?

在化學工程作為學科開始被重視之前,化學工業已具有了相當的規模,各種具體的工程與工藝都被獨立開來,在認識上是被分為各門特殊的知識,因此,當國外高等院校在十九世紀末開始設置"化學工程學"時,開設的課程大多是學習當時化學工業的各種工藝學,"化學工程"的概念在當時還是相當模糊的,在理論上充其量是化學與機械的一種混合(amalgam)。然而這種理論混合的模式在德國人看來卻是很正統的,即使在今天,他們也避免專論"化學工程",而是稱之為"過程工程"(ProcessEngineering),這一名稱實際上要比"化學工程"的范疇更廣,甚至更為準確,凡是涉及一定流程與工藝的領域都是適用的。但我們習慣上還是沿用"化學工程"的名稱。

二十世紀開始,化學工業迅猛發展,在社會經濟中占的比重越來越大,客觀上需要化學工程學科的發展和支持。隨著生產力的發展,人們對事物運動規律性的認識也愈來愈深化,愈來愈有概括性。伴隨著其他領域科學技術的快速進步,人們逐漸認識到化學工業中各門看似不相干的工程和工藝中存在著共同的物理特性。1901年,美G.E.的Davis《化學工程手冊》的發表,初步提出了"化工物理過程"的原理。1900年始,以合成氨、純堿、燃料等為代表的近代化工廠出現,如1913年,德哈勃-博施法高壓合成氨技術的產業化,星火燎原的,化學工業呈現出巨大的發展前景。到了二十年代,美MIT的一些學者提出:不管化工生產的工藝如何千差萬別,它們在眾多的典型設備中進行著原理相同的物理過程。1920年,美MIT成立了第一個嚴格意義上的化工系,時W.K.Lewis任系主任。1922年美國化工學會認同了新的見解,引出了"單元操作"(UnitOperation)的概念,這一概念在蘇聯時期和我國則廣泛稱為"化工原理"。

1900年始的"分離工程"研究使"單元操作"的概念日趨成熟。被稱為單元操作的過程主要有流體流動、傳熱、干燥、吸收、蒸發、萃取、結晶和過濾等,以這些單元操作作為研究和學習的主要內容,是化學工程學科在二十世紀前半期發展的核心,其理論迅速成為發展化學工業的重要基石。這種把千變萬化、千差萬別的過程和工藝概括成"單元操作"是生產力發展到一定水平的反映,是化學工程學從"個性"到"共性"的第一個哲學性概括,是在一個系統整體性把握的高度上建立了一門技術科學,體現了系統科學發展的和諧統一規律。

隨著"單元操作"概念的確定,另一方面,化學工程學科中重要支柱之一的"反應工程"亦逐漸浮出水面。從最初的德Winkler流化床煤氣化爐的應用到德Bergim-Pier三相液化床煤液化工藝的開發,又到1931年丁納橡膠和氯丁橡膠的投產,化學工業上發展的高峰持續不絕,1940年美國FCC煉油開發成功,成為石油化工的起點。直到1957年,歐洲第一屆反應工程會議,明確提出"反應工程"的概念,成為化學工程學科的重要組成部分,是化學工程學的進一步和諧統一。"反應工程"的建立,乃至今日仍備受困擾的"過程放大效應"問題,及從"逐級放大"到"數模放大"的研究都帶動了"化工過程系統工程"的發展,并共同體現了系統科學發展的和諧層次律。

就在"反應工程"發展的同時,"單元操作"得到了更加深刻的認識,人們發現各單元操作之間存在著更為普遍的原理,"過濾只是流體傳動的一個特例;蒸發不過是傳熱的一種形式;吸收和萃取都包含著質量的傳遞;干燥與蒸餾則是傳熱加傳質的操作……"[2]于是單元操作可以看成是傳熱、傳質及流體動量傳遞的特殊情況或特定的組合。這種認識的深化過程并沒有停止,人們進一步又發現了動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞之間的類似性。于是從二十世紀50年代開始,人們綜合了以往的成果,開始用統一的觀點來研究三種傳遞過程。1960年,美威斯康辛大學(Univ.Wiscosin)的R.B.Bird教授出版了《TransportPhenomena》一書,系統地采用統一的方法來處理三種傳遞現象,從此化學工程學科的核心過渡到了"三傳一反"的系統性概念。"三傳"的研究是系統科學和諧進化律的又一體現,使化學工程學達到了一個新的整體性高度,這種高度的和諧統一是對客觀世界本質性的認識,并在學科上反映出了系統科學的基本原理和性質,其影響力是普遍性的,是跨學科的,不僅使"傳遞原理"成為化學工程學的重要基礎,同時在生物工程、機械、航天和土木建筑等工程學科上也具有重要意義,并日益成為工程專業共有的一門技術基礎課,只是側重點有所差異而已。

至此化學工程學科自身經歷了一系列的演化和發展,并在短短的一個世紀中達到了一個前所未有的高度,涵括了眾多的生產和應用領域,如醫藥、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化學品等,每年為社會提供數以億噸計的千百萬種產品,是人們衣、食、住、行須臾不可離開的物質基礎,為社會繁榮作出了巨大貢獻。然而事物總是一分為二的,從人類發展最為激動人心的口號"征服自然"到今天龐大的工業化進程,地球自然生態系統遭遇了前所未有的嚴峻局面,這之中,化學工業是造成大規模環境污染及惡性重復污染的主要過程之一,化學工程學科需要肩負起新的使命。1990年,"生態化工"(Eco-ChemicalEngineering)的概念提出來了,相應在化工生產和過程工藝中提出了"清潔化工"和"綠色化工"的概念,因時應勢,化學工程學開始了系統科學的自組織過程,這也是和諧系統對立統一發展的需要。在系統科學看來,自組織是和諧系統的基本性質之一,只有自組織系統能通過外部和自身內部的不斷協調、整合,在適應環境的同時保持自己的特性并產生新的功能。從自發到自覺地,化學工程學吸收了自組織的理論,不斷在廣度和深度上充實、完善和發展。隨著新世紀的到來,世界正發生著全球性的變化,經濟、社會、環境和技術等領域都面臨著新范疇新理念的變更和沖擊[3]。化學工程學科需要因應時展而改變傳統的限制,不斷有新的概念提出來,如化學工程應是伺機而待的專業(aprofessioninwaiting);化學工程師必須"besteepedintechnology",能夠創新、開發、變換、調控和適應取代;化學工程學科要從"ProcessEngineering"達到"ProductEngineering"再到"FormulationEngineering"。進一步的綜合認為,化學工程學關注著同時發生在非常廣泛的時空跨度內的現象,必須具備多尺度、多目標的方法來達到過程的總體優化。涵括了五個方面[4,5]:

①Nanoscale(納觀尺度):研究量子化學、分子過程與分子模擬等。

②Microscale(微觀尺度):研究微粒、氣泡、液滴、控制界面膠束和微流力學規律等。

③Mesoscale(介觀尺度):研究換熱設備、反應設備、塔器以及傳統的"單元操作"和"三傳一反"等。

④Macroscale(宏觀尺度):研究生產裝置和生產過程等。

⑤Megascale(兆觀尺度):研究環境過程和大氣生態過程等。

于是化學工程學的核心轉變到了"多尺度、多目標擇優"的概念,化學工程學科又到達一個新的和諧統一的高度,進入了更高層次的系統工程領域。

新的發展的深度促使化學工程學科作出了一定尺度的"分化",然而這還遠未結束,人們對世界的認識還在不斷探索不斷深入,一個更深刻更普遍也更一般的問題已經觸到了化學工程學科的神經,觸到了化學工程學的認識本質,并促使化學工程學需要有新的"融合"。這一問題就是"非線性及其包涵的混沌原理",相對于"線性"是人類認識客觀世界的基本工具,"非線性"則是客觀世界的本質特征,是"線性"反映的目的,是從科學角度看待世界的一種和諧統一;而在對"混沌發展"的研究表明,"混沌運動的普遍存在,揭示了自然界中實際系統發展演化的新行為,混沌態的自相似性使這種時間演化表現為一種空間結構,而且以其不同空間尺度上的相似性,揭示了系統復雜運動的統一性。這種統一性是一個觀察"整體"的問題,只有在長時間范圍(因為混沌運動是一種長時間行為)和更高層次復雜性中才能顯現出來。"[6,7]這一問題涵蓋了自然科學和人文社會科學的眾多領域,具有重大的科學價值和深刻的哲學方法論意義。馬克思曾經預言:"自然科學往后將會把關于人類的科學總括在自己下面,正如關于人類的科學把自然科學總括在自己下面一樣:它們將成為一個科學。"從這一角度上,"非線性"問題是這種過程一體化的契合點以及整體認識論上的共性[8]。當站在這種整體性的高度上,化學工程學科獲得了全新的視野和更強大的分析解決問題的能力,并最終具有了學科融合的基礎。

在整個化學工程學科的孕育、誕生和發展過程中,始終交織著學科的"分化"與"融合",除了上述尺度(scale)上的分化以外還有著所謂的石油化工、精細化工、高分子化工等專業上的分化;另一方面,作為近代工程技術,它又是自然科學(化學、物理等)和技術科學(機械、材料等)的融合。正如物理學家普朗克(Planck)所指出的:"科學是內在的整體,它被分解為單獨的部分不是取決于事物的本身,而是取決于人類認識能力的局限性,實際上存在著從物理到化學,通過生物學和人類學到社會學的連續的鏈條,這是任何一處都不能被打斷的鏈條。"事實上,當化學工程學科的核心發展到"非線性混沌系統"時,實現科學的融合已是其客觀系統性的需要,它需要強有力的非線性解算能力和綜合分析能力。基于人工智能和神經生物學的人工神經網絡(ArtificialNeuralNetworks)技術為這種系統性的融合提供了新的思路和途徑。人工神經網絡特有的信息處理能力在愈來愈多的領域中展現出廣闊的應用前景,它具有如下特點[9,10]:

①學習:神經網絡可以根據外界環境修改自身行為,這使它比其他任何方法接受自身感興趣的外界信息更敏感。

②概括:經過學習訓練后,神經網絡的響應在某種程度上能夠對外界信息的少量丟失或自身組織的局部缺損不再很敏感,反映了神經網絡的健壯性(魯棒性),即工程上說的"容錯"能力。

③抽取:神經網絡具有抽取外界輸入信息特征的特殊功能,在某種意義上可以說它能"創造"出未見的事物。

④模擬:神經網絡由眾多的神經元組成,以并行的方式處理信息,大大加快了運行速度,可以逼近任意復雜的非線性系統。

當然,神經網絡并非十全十美,其自身的發展就曾經歷過相當曲折的過程,但是,人工神經網絡(ANNs)特性的融合將是化學工程學科發展到非線性核心系統的自組織適應和需要。例如采用神經網絡設計的控制系統,適應性、穩定性和智能性均較好,能處理復雜工藝過程的控制問題,也使得化學工程師不但也是機械工程師,還首先是系統工程師,并能從最一般的非線性原理出發,解決實際過程的創新、應用、開發、生產等問題。

生產力的不斷發展,科學技術的持續進步,人類認識自然和改造自然的不斷深化,化學工程學科必將不斷"分化"和"融合",體現出和諧系統的無限發展性質。

參考文獻

[1]李立本.系統的和諧與和諧觀[J].自然辯證法研究,1998,14(5):39.

[2]韓兆熊.傳遞過程原理[M].浙江:浙江大學出版社,1988,11:3.

[3]季子林,陳士俊,王樹恩.科學技術論與方法論[M].天津科技翻譯出版公司,1991,9:115.

[4]金涌,汪展文,王金福,等.化學工程邁入21世紀[J].化工進展,2000,(1):5-10.

[5]黃仲濤,李雪輝,王樂夫.21世紀化工發展趨勢[J].化工進展,2001,(4):1-4.

[6]張生心,梁仲清.從量子混沌再看物理學的統一性[J].自然辯證法研究,1996,12(10):8.

[7]苗東升.系統科學精要[M].中國人民大學出版社,1998,5:20.

[8]成思危.試論科學的融合[J].自然辯證法研究,1998,14(1):2.