化工原理實(shí)驗(yàn)中計(jì)算機(jī)仿真的應(yīng)用

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前言

在化工人才的培養(yǎng)當(dāng)中，利用化工原理進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)為重要內(nèi)容之一，其中涉及到了化工生產(chǎn)當(dāng)中的諸多操作，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)備等進(jìn)行熟練控制。在教學(xué)方法的不斷創(chuàng)新當(dāng)中，逐漸將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、原理、過程以及對(duì)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)的處理等與先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)相互結(jié)合，利用仿真技術(shù)進(jìn)行處理，良好的彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)過程中理解的不足。

一、計(jì)算機(jī)化工原理仿真系統(tǒng)的制作

（一）仿真系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。

在化工實(shí)驗(yàn)的仿真系統(tǒng)當(dāng)中，主要分為了準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理三個(gè)階段。其中，主要的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄需要通過Flash軟件的輔助完成，在動(dòng)畫制作當(dāng)中有所體現(xiàn)。而實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的數(shù)據(jù)處理則需要通過計(jì)算機(jī)2005VisualStudio軟件輔助完成，同時(shí)需要利用比較精準(zhǔn)的Access數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換和存儲(chǔ)[1]。上述三個(gè)階段組成了完整的仿真系統(tǒng)，但是每一個(gè)階段的正常運(yùn)作均需要計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)的配合。

（二）仿真系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

利用計(jì)算機(jī)仿真實(shí)現(xiàn)化工原理實(shí)驗(yàn)，在動(dòng)態(tài)的數(shù)學(xué)模型模擬下，能夠進(jìn)行試驗(yàn)的指導(dǎo)，對(duì)實(shí)驗(yàn)素材進(jìn)行處理，通過仿真操作以及數(shù)據(jù)處理，建立完整的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。此處以離心泵性能的測(cè)試為例，對(duì)計(jì)算機(jī)仿真在化工原理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析。首先，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。在Flash動(dòng)畫軟件當(dāng)中體現(xiàn)開始階段，為了能夠使人機(jī)更加完美的配合，需要使用具有針對(duì)性的ActionScrip語言。Flash動(dòng)畫中，設(shè)計(jì)水泵開啟按鈕，對(duì)水泵的開關(guān)進(jìn)行控制。為了使整個(gè)實(shí)驗(yàn)具有真實(shí)性，在Flash動(dòng)畫設(shè)計(jì)當(dāng)中，按照閥門流量的控制，將其分為由小到大的8個(gè)不同等級(jí)[2]。其次，利用C語言編程，在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中增加相應(yīng)的可拖動(dòng)組件，形成相對(duì)的代碼。進(jìn)行離心泵性能測(cè)試仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要制作實(shí)驗(yàn)?zāi)M課件，利用2005VisualStudio軟件，對(duì)各種被開發(fā)的元素名稱、屬性等進(jìn)行設(shè)置，在屬性窗口當(dāng)中顯示相應(yīng)的內(nèi)容。同時(shí)利用2005VisualStudio軟件工具箱，能夠在課件制作當(dāng)中添加標(biāo)準(zhǔn)的控件。在窗口以及控件的協(xié)助下，結(jié)合C語言形成的代碼，在命令窗口中通過輸入命令，得到各個(gè)數(shù)據(jù)值。但是，編程當(dāng)中會(huì)因?yàn)榉N種原因出現(xiàn)一定的誤差，相關(guān)人員需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生誤差的根源，解決問題，提高實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)率。在此情況下，通過Flash動(dòng)畫軟件以及C語言編程得出相關(guān)數(shù)據(jù)，工作人員予以記錄，繪制出離心泵性質(zhì)的曲線圖。

二、仿真系統(tǒng)操作過程與功能

在利用計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)進(jìn)行化工原理實(shí)驗(yàn)中，通過主界面的VisualStudio窗體，以及菜單欄的選擇，能夠簡單、便捷的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)能夠?qū)Ψ抡嫦到y(tǒng)的使用提供更加完善的空間。例如上文當(dāng)中所提到的離心泵特性實(shí)驗(yàn)。離心泵在使用當(dāng)中，開關(guān)按鈕必不可少，并且離心泵的開關(guān)必須由按鈕而控制，在打開按鈕后方能夠啟動(dòng)。但是，在離心泵與按鈕同時(shí)啟動(dòng)時(shí)，其他素有按鈕均不能夠被啟用。而離心泵啟用完畢，水量達(dá)到使用要求，必須先關(guān)閉總體的閥門，然后關(guān)閉離心泵按鈕。每一按鈕均會(huì)帶動(dòng)數(shù)據(jù)儀表的運(yùn)轉(zhuǎn)，而對(duì)數(shù)據(jù)記錄的按鈕便會(huì)將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。操作者根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的取舍，形成具有依據(jù)性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

結(jié)論

計(jì)算機(jī)仿系統(tǒng)當(dāng)中，F(xiàn)lash動(dòng)畫軟件以及C語言編程必不可少，由二者相互結(jié)合組成的仿真系統(tǒng)對(duì)化工原理的實(shí)驗(yàn)?zāi)芷鸬骄薮蟮妮o助作用。在操作過程當(dāng)中，仿真系統(tǒng)能夠進(jìn)行簡單的操作，界面比較直觀，人機(jī)能夠進(jìn)行相互配合，占用的空間亦比較小。不僅減少了化工原理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的成本以及損壞率，亦使得化工原理實(shí)驗(yàn)效果顯著提高。因此，在化工原理實(shí)驗(yàn)中使用計(jì)算機(jī)仿真具有重要的積極意義。

作者：宋麗萍 梁成剛