MATLAB在化学工程与工艺实验数据处理中的应用

孙智鹏

摘 要：随着时代的发展和社会的进步，各行业领域的发展水平得到了不小的提升与突破。很多先进的技术手段、设备、元件等也都逐渐出现在行业领域的发展中，为国家建设与发展提供着有利条件。在近几年的发展中，国家相关部门逐渐提高了对化学工程与工艺实验数据处理的重视，相关科研团队也对工程与实验中涉及到的技术和方法等进行了深入的研究与探讨，以此来为相应数据处理工作的开展提供有利条件。本篇文章就MATLAB在化学工程与工艺实验数据处理中的应用展开论述，并提出些许观点，希望能对相关人士的研究有所帮助。

关键词：MATLAB；化学工程；工艺实验；数据

化学工程和工艺领域是国家发展中重要的部分，对人类社会的发展与建设有着重要的意义和作用。在近几年的发展中，越来越多的人参与到了化学工程与工艺领域的研究中，国家相关管理部门也将很多财力和物力资源投入其中，以此来为工程项目的顺利开展与研究提供有利条件。但是相关工作团队在对化学工程和工艺实验数据进行处理的过程中，会由于一些因素的影响而出现问题，对于MATLAB的应用理念也不能有所掌握。因此，如何让MATLAB在化學工程与工艺实验数据处理中发挥作用，成为了很多研究团队需要考虑的内容。

一、MATLAB的概述

MATLAB软件最早由美国的Mathworks公司提出，其主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。随着科技的不断发展与进步，MATLAB软件开始在化学工程与工艺实验数据处理中应用开来。因为传统的数据处理方式十分繁琐，因此MATLAB软件的出现弥补了传统化工实验数据的数据处理缺陷，提高了化工实验数据的处理效率。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

二、化学工程和工艺实验中的数据处理概述

化学工程实验是化学工程的重要组成部分，也是化学实验人员进行数据处理的重要手段。化学实验与其它的科学实验不同，其主要强调实验的结果是否可以反映一定的化学现象并且处理一定的化学问题，化学实验对人类的生活有一定的影响，其结果可以解决社会上的一些化学工业问题，并为化学工业的进行带来方便。可见化学工程实验在化学工程中的重要性。但是以往的化学工程实验需要用人工处理法对大量的化学数据进行处理，由于数据的繁多和复杂，使得处理过程十分困难，并且实验需要运用大量的时间，也会耗费大量的人力及物资，这样的实验方法过于陈旧，已经不能满足社会对化学工程的需求。

然而，随着社会科学的不断发展与完善，人们生产出的计算机已经完全可以代替以往的人为处理数据方法，使化工实验变得简单易行，并且可以大大提高处理化学数据的实验效率。数据处理是化学实验中的重要组成部分，化学实验的实现主要通过进行大量的数据处理得来。数据处理并不简单，需要将大量的数据进行运算，从而得到合理的化学实验结果，但只是单单的运用人工运算方法，耗时耗力，而运用计算机进行化学数据的处理却可以很好的解决这一问题。

化学工程与化学工艺的基本组成部分是化学实验，化学实验的主要目标是根据有效的化学实验数据对生活中出现的一些化学问题进行合理的实验，从而得到合适的解决办法[3]。但在进行化学实验过程中，会有很多的限制因素，因此，实验人员需要在考虑这些限制因素的基础上进行数据处理，从而得到与实验现象相符的数据，只有这样才能更好的解决化学问题。

对于不同的生活现象有不同的化学实验验证方法，而不同的实验方法的难易程度不同，大多数的化学实验都是比较复杂且不易实行的，化学的数据之间有着多种多样的联系，这种联系往往不能单单从表面就被看出，需要经过大量的复杂的运算后才可进行进一步的观察。而这就造成了处理数据需要运用大量的人力资源，并且对一些难理解的数据进行合理的分析也是比较耗时的工作。但如果应用计算机对实验中产生的一系列数据进行整合，将无效的甚至对有效数据有所干扰的数据进行消除，就可以留下有用的数据进行实验处理，这样的做法可以使数据结果非常精准，并且可以节省数据处理时间。

三、MATLAB在化学工程与工艺实验数据处理中的应用

1、画程序图方面

由于化学工程和工艺实验在进行过程中会涉及到很多的数据处理工作，而在数据处理的时候需要进行程序图的绘画，以此来更好的展现相应的数学公式以及重要的实验数据等。但是传统的程序图绘画已经不能满足现代社会下工艺实验和化学工程的需要，如果不能及时的完善与更新老套的程序图绘画方式，那么就会给数据处理工作的开展带来一定的难度。因此在近几年的发展中，一些化学工程和工艺实验团队将MATLAB软件应用到了实际的数据处理工作中，同时还利用MATLAB软件对相应的程序图进行绘画，以此来提高数据处理工作的质量和效率。通过这种方式还能进一步降低数据处理的复杂性，对相关工作人员的工作负担也能进行相应的缓解。

2、数据库建立方面

合理的应用MATLAB软件还能在一定程度上提高数据库的建立质量和标准，对化学工程与工艺实验的数据处理工作有着重要的意义和影响。由于在实际数据处理过程中，数据之间的偏差较大，相应的数据整理工作也存在一定的复杂性，需要靠数据库来进行支持与帮助。相关工作团队在应用MATLAB软件的过程中就能有效的建立数据库，并根据数据处理需要，对数据库内的结构和处理方式等进行科学的调整，以此来提高数据处理工作质量和效率。由于数据是在特殊情况下得出的，但是在实际的生活中，往往不会碰巧与数据相一致，而是会与实验数据有一定的偏差，这就需要技术人员将不同情况下的不同数据进行整合后，得到相应的关系式，即当程序输入一定的数据后，程序便会根据该数据进行及时的分析与运算，得出相对于输入数据的输出值。这就是数据库的建立过程。

3、程序编写方面

输入数据时，主要应用的函数是INPUT，应用INPUT将化学工程中有效的数据输入MATLAB软件的程序中，MATLAB再对数据进行处理，得出相应的结论。下面以温度为例对数据进行输入，其主要实现形式是：t=input，即表示系统要求程序输入温度值。但被输入程序的主要数据都是成组出现的，只有这样才会形成有效的程序处理系统。这种系统的处理数据能力高，处理速度快、处理效果好。通常情况下，对实验所需数据进行处理需要先将数据进行整合，使程序模型被整合成一条连续的曲线形式。而对于不同的程序有其不同的整合方法，这里，对常见的整合方法，最小二乘法进行分析。

四、结束语

如今，很多化学工程与工艺实验团队在进行数据处理的过程中都能合理的应用MATLAB，相关科研团队也能对MATLAB的应用原则和技巧等进行相应的研究，以此来为数据处理工作的开展提供便利条件。但是也有部分工程团队在实际工作中不注重MATLAB的应用，对于数据处理过程中存在的问题和不足之处也不能进行及时的处理，从而影响了实验数据处理的准确性和科学性。因此在未来的发展中，相关化学工程以及工艺实验团队不仅要对MATLAB的应用理念进行全放为的掌握，同时还要对数据处理过程中存在的难点为进行妥善的处理。另外，相关工作团队还要善于将新型的数据处理技术应用其中，在顺应时代发展需要的同时，提高数据处理工作的质量和效率。

参考文献：

[1]李世英. MATLAB在化学工程与工艺实验数据处理中的应用探讨[J]. 中国高新技术企业， 2015（9）：59-60.

[2]艾科热木·克热木. 化学工程与工艺实验数据的处理分析[J]. 化工管理， 2017（9）：78-79.

[3]杨涛. MATLAB软件对化工实验数据的有效性[J]. 中国化工贸易， 2014（17）.