聶輝（新疆天智辰業(yè)化工有限公司，新疆 石河子 832000）

MATLAB軟件有最權(quán)威數(shù)據(jù)處理能力，它所面對的計算環(huán)境是數(shù)值分析可視化以及交互式程序設(shè)計，它為需要進行科學(xué)數(shù)值計算的領(lǐng)域帶來了很大的便利。在做數(shù)據(jù)處理時涉及到四個領(lǐng)域，分別是數(shù)值分析、矩陣計算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真，在沒有MATLAB軟件之前，要分別計算，工作量大且繁瑣。而MATLAB軟件將這些功能全部集中在一起，在進行科學(xué)研究、工程設(shè)計，包括進行有效數(shù)值計算這些眾多的科學(xué)領(lǐng)域時可以提供非常詳盡且全面的解決辦法，提高了解決效率。

1 化學(xué)工程與工藝實驗

同普通的化學(xué)實驗相比，化學(xué)工程與工藝實驗更加注重對多個原理的求證。進行化學(xué)工程與工藝實驗主要是為了解決工業(yè)中遇到的化工問題。

1.1 化學(xué)工程與工藝實驗的特點

化學(xué)工程與工藝實驗的特點主要有以下幾點，實驗時間長、實驗規(guī)模大以及實驗數(shù)據(jù)處理繁雜這三點。在實驗過程中，對它的操作要求非常高，因為它涉及的領(lǐng)域眾多，所消耗的資源也多，這就造成試驗的時間長、規(guī)模大、處理繁雜。

1.2 運用MATLAB軟件原因

數(shù)據(jù)處理一直貫穿著整個化學(xué)工程與工藝實驗階段，同時，它也能反映出化學(xué)實驗成果是否有效。通過化學(xué)工程與工藝實驗的特點可以知道，實驗數(shù)據(jù)是非常龐大的，而且它的參數(shù)不一定是線性相關(guān)的，如果按照傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式，運用手工處理，那么效率會非常低，還容易產(chǎn)生誤差，不能滿足實際的需求。MATLAB軟件的產(chǎn)生，解決了繁瑣的計算步驟，將其簡單化，不僅大大提高了工作效率，而且實驗數(shù)據(jù)的準確性也變高，誤差產(chǎn)生的機率小。所以將MATLAB軟件運用到工作中是一件刻不容緩的事情。

2 運用MATLAB軟件進行實驗數(shù)據(jù)處理設(shè)計

2.1 設(shè)計數(shù)據(jù)處理程序框架

化學(xué)工程與工藝實驗的目的并不是一樣的，所以它在處理過程中運用的公式以及步驟也是不一樣的，并不能一個程序涵蓋所有，但是拋去特性而言，這些實驗中還是有共性存在的。

第一，從數(shù)據(jù)處理的程序編制來看：一方面是數(shù)據(jù)輸入和處理和作圖，它主要利用函數(shù)input來幫助實現(xiàn)，以矩陣的輸入形式為主。另一方面是處理作圖，因為實驗數(shù)據(jù)中離散情況比較多，需要運用最小二乘法將它們結(jié)合成一條或多條連合的曲線。比如假設(shè)實驗的離散數(shù)據(jù)是（x1，y1），現(xiàn)在運用最小二乘法來進行模擬，設(shè)因變量為y，自變量為x，函數(shù)關(guān)系是y=f（x）（這里的函數(shù)關(guān)系主要目的是為了讓離散數(shù)據(jù)中的x1的殘差平方以及Σ（f（x1）-y1）2在最大程度上可以達到一個最小值）。眾多試驗結(jié)果表明，因為外界的因素存在誤差，導(dǎo)致化工實驗數(shù)據(jù)也會存在相應(yīng)誤差，所以利用最小二乘法是最好的選擇。

第二，在化學(xué)工程與工藝實驗中，通常會涉及到流體的流動阻力研究這方面的內(nèi)容。一般而言，它在研究過程中主要通過測試流體的流動阻力數(shù)值，測完以后再經(jīng)過特定計算，繼而得出摩擦系數(shù)λ以及雷諾準數(shù)Re的離散數(shù)據(jù)。得出這些數(shù)據(jù)之后，再利用最小二乘法，得出一條連續(xù)的曲線，根據(jù)這些曲線再畫出對應(yīng)圖形，之后就能得出公式，利用公式將MATLAB里的函數(shù)polyfit進行擬合（線性），這樣就得出了數(shù)據(jù)處理程序原理。

第三，根據(jù)上述設(shè)計建立數(shù)據(jù)庫。根據(jù)經(jīng)驗可以得知，化學(xué)工程與工藝實驗需要在特定溫度下得出試驗數(shù)據(jù)，這樣才能準確進行分析處理。但是恒溫只是理想狀態(tài)，在實際生產(chǎn)中工業(yè)生產(chǎn)中的溫度是多變的，這就要求在選取數(shù)據(jù)的時候找數(shù)值最相近的，這樣可以利用線性關(guān)系來計算出所需要的數(shù)據(jù)值。一般在化工實驗中編寫的程序會將實驗溫度恒溫實驗的溫度進行試驗擬合，這樣建立出來的數(shù)據(jù)庫會比較完整，這樣在進行實驗時也比較簡便。擬合好的數(shù)據(jù)庫在進行試驗時，只需要將溫度輸入系統(tǒng)里，特定溫度下的物性數(shù)據(jù)就會自動跳出，數(shù)據(jù)的樹立效率也就得到了極大的提升，節(jié)約數(shù)據(jù)處理時間。

2.2 進行試驗數(shù)據(jù)處理程序的運行

一般數(shù)據(jù)分析員在編制完成數(shù)據(jù)處理程序以及建立好數(shù)據(jù)庫以后，就要將數(shù)據(jù)輸入進程序來進行驗證，這樣才能確保程序是否可以有效地處理試驗數(shù)據(jù)。將MATLAB軟件應(yīng)用在化學(xué)工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理中非常重要，由于在化工實驗過程中有很多離散數(shù)據(jù)，相關(guān)性不是很高，在進行數(shù)據(jù)處理時需要進過擬合才能進行下一步處理，數(shù)據(jù)處理工作量很大，顯得非常繁瑣，在處理過程中，如果出現(xiàn)差錯，就需要重新進行，既耗費人力，也耗費時間。除此之外，還需要對數(shù)據(jù)進行檢驗，在檢驗過程中又需要將數(shù)據(jù)重新算一次，工作量驚人。在MATLAB軟件中，工作人員將數(shù)據(jù)全部輸入系統(tǒng)以后，無需經(jīng)過多次重復(fù)計算，也不需要檢驗，降低了難度，工作效率得到大大提升。

3 結(jié)語

綜上所述，在實際化學(xué)工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理過程中，數(shù)據(jù)量大龐大以及計算公式的眾多，需要利用有效且便捷的數(shù)據(jù)處理軟件來替代人工計算。在傳統(tǒng)的手工模型中，要先建立處理模型，有些公式推導(dǎo)的數(shù)據(jù)模型還異常復(fù)雜，有時會因為一個誤差而導(dǎo)致所有的工作都前功盡棄，再重新計算。有時為了避免差錯，會對多個環(huán)節(jié)進行反復(fù)計算、試驗，工作效率非常低。MATLAB軟件對于處理化學(xué)工程與工藝實驗中的數(shù)據(jù)處理非常便利，能有效提高工作效率，降低工作難度，促進試驗發(fā)展。

[1]趙新強，謝英慧，曹吉林，李國玲.化學(xué)工程與工藝教學(xué)實踐[J].河北工業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院學(xué)報，2014，6（1）.

[2]韓正.計算機引發(fā)化學(xué)工程革命[J].發(fā)明與創(chuàng)新（綜合科技），2013，12（1）.