化學工程和材料工程精選(九篇)
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第1篇：化學工程和材料工程范文
關鍵詞：化學工程；日常生活；化學工程技術；污染；聯系
1概況
我國的化學工程在上世紀八十年代的改革開放后得到了經濟、資源、人才的各方面政府性支持，從而得到了飛躍性的發展，逐漸的對我國的能源產業、人民生活的“衣”、“食”、“住”、“行”和環境保護方面產生重要的影響。我們的生活中其實就會遇到很多有關化學工程技術的問題。首先，能夠解決資源浪費問題；其次，是指導各類化學實驗的基本和需要，任何實驗都依賴于堅實的化學工程技術作為理論支持和指導；最后，化學工程技術的發展能夠有效的改善我國能源供給不足的問題，多種新能源的出現能夠保障我國的能源供應量，以維護社會經濟的發展。
2化學工程的涵義和特點
2.1化學工程的涵義
化學工程生產過程中包括化學工程和物理工程[1]。化學工程是以多學科交叉進行的技術研究，但由于其與社會經濟生產生活各方面有著緊密的聯系和積極的影響，因此成為社會進步與發展的關鍵性產業。
2.2化學工程的特點
復雜性是化學工程最為顯著的特點。化學工程作為一個學科，其輔學科是多樣化的；作為一項研究，其研究對象是復雜的；作為一種應用型的技術，其涉及到的社會生活領域是廣泛的。復雜性是化學工程技術的研究和發展過程中的能夠體現其特征的關鍵詞，研究過程自身具有復雜性、物系對象具有復雜性、流動邊界具有復雜性等等。
3滲透到生活各領域的化學工程技術
生活領域中的化學工程技術是十分基礎并且廣泛的，涉及到“衣”、“食”、“住”、“行”和環境保護的方方面面。化學工程作為一種現代學科，在研究其應用領域的時候，只需要對比如今的生活與古人生活的不同之處便可以一目了然。
3.1衣——多樣化的服裝材料
化學工程技術在日常生活的“衣”方面的體現，主要貢獻就是合成纖維。合成纖維不僅可以用于生產服裝、漁網、繩索等生活用品，還可以生產工業用織物、隔音、隔熱、電氣絕緣材料等，醫療用布等醫療用品[2]。古人在穿著方面多使用棉、麻、絲、綢、皮革等制品，在顏色、功能和韌上難以與如今的紡織用品相比較，這多虧了現代化學工程技術的發展。如今，以化學工程技術為技術支持的合成材料已經在諸多領域代替了天然纖維，其地位也已經早期超越了天然纖維，市場占有度遠遠大于棉麻等天然纖維，成為人們日常生活中的必需品。
3.2食——便捷、美味的食物
人類對于美食的追求是自古便有的，但是古人多是把關注點放置在珍貴的食材和烹調技藝之上。現代的人類通過化學工程技術的支持，人工性的合成了多種調味品為烹調增加口感，同時研發出的食品添加劑和防腐劑在保證食品色澤和口感的基礎上，還將食物的保鮮期大大的增長了，研發出的例如方便面一類的方便食品為現代人類的快節奏生活提供了食物保障。結合了生物工程的化學工程技術，提高了水稻和小麥等糧食作物的產量，解決了地球日益增長的人口的飲食問題，同時將外來植物種類進行改良以適應本地的氣候條件。人們能夠吃到來自地球另一邊的食材也有著化學工程的貢獻。
3.3住——提高居住質量的材料
從現存的古代建筑就能夠知道，在沒有化學工程技術下的居住空間的建造，多用自然中能夠取得的材料，木材、石材、泥土、海草、竹子等。這些自然材料建造的建筑，由于技術條件限制，高層建筑很少，建筑的抗震性和耐用度成為了一個重要的問題，越是堅固的建筑，其建造周期都長。在化學工程技術支持下，現代建筑有水泥、混凝土、鋼筋等等一系列的現代化建筑材料，在保證建筑質量的情況下，能夠快速的建蓋起高層建筑，在城市化進程快速發展的今天，能夠有效的提高土地利用率。
3.4行——改善交通設施使用性
交通是社會發展的催化劑。古人使用的交通工具都是人力或者畜力為動力，而現代交通工具是以石油為原料，通過化學工程技術開發出各類供機械運轉的燃料，在舒適性、運載能力、速度等各方面遠遠優于古代交通工具。以石油為原料還生產出了能夠鋪路的瀝青，以橡膠為原料生產出了輪胎。在化學工程技術的幫助之下，現代社會的交通方式呈現多樣化、立體化、網絡式的發展，大大縮短了世界的距離感，加快了人們的生活速度和辦事效率。3.5綠色化學避免環境污染傳統能源不僅對環境危害力量極大，并且面臨著枯竭的危險，因此新能源的開發和利用就顯得尤為重要[3]。現代化學工程的發展方向就是在改良現有技術的同時，不斷的與新型技術結合，研發新型能源。新型能源的出現，不僅僅是能夠填補傳統能源的供應缺口，還能夠有效的避免能源使用對環境造成的污染。
4結語
化學工程對于社會的貢獻是巨大的，對于每個人的日常生活也是息息相關的。化學工程以其多學科交叉的研究方式，將其研究成果應用于社會生活的各個角落，逐漸的改善人們的“衣”、“食”、“住”、“行”的質量，同時為創造可持續發展的社會不斷努力。
參考文獻：
[1]洪昆.試析化學工程學科未來的發展動向[J].化工管理,2014,08:34.
[2]李文,張桐.分析化學工程與日常生活的聯系[J].科技資訊,2013,03:88.
第2篇：化學工程和材料工程范文
化學工程與工藝專業的定位
1.化學工程與工藝專業的性質及培養模式
化學工程與工藝專業屬于工科專業,授予工學學士學位。由于化學工業的相關領域極為廣泛,化學工程與工藝專業涉及的專業方向也就非常多樣化,各高校的化學工程與工藝專業特點亦不盡相同。我校近年來根據社會經濟、工業發展的需求趨勢,兄弟院校化學工程與工藝專業方向的設置,以及我校原有的相近專業優勢,設置了能夠體現我校特色的化學工程與工藝專業方向,逐步建立了適合我校化學工程與工藝專業的教育培養模式。2008年,我校化學工程與工藝專業已有7屆本科畢業生,其學生就業形勢良好,社會反饋積極.在制定教學計劃的工作中加強教學內容和課程體系的改革,加強實踐教學環節,目的在于進一步提高教學質量,培養適應能力更強的化學工程與工藝人才。
2.化學工程與工藝專業的任務
根據化學工程與工藝專業的性質,化學工程與工藝專業的任務是培養學習化學工程學與化學工藝學等方面的基本理論和基本知識,受到化學與化工實驗技能、工程實踐、計算機應用、科學研究與工程設計方法的基本訓練.具有對現有企業的生產過程進行模擬優化、革新改造,對新過程進行開發設計和對新產品進行研制的基本能力。由于涉及化工的學科和領域很多,化學工程與工藝專業除了讓學生學習一般應用化工的基本知識和基本技能外,還應該結合本地區、本行業及本校的實際情況,重點學習化工在某個或某幾個領域中的具體應用,以便形成不同高校應用化工專業的特色專業方向.
3.化學工程與工藝專業的業務培養目標
本專業培養具備化學工程與化學工藝方面的知識,能在化工、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工作的工程技術人才。
4.化學工程與工藝專業的課程設置
為了使不同高校既有統一的規范,又有不同的專業特色,根據應化學工程與工藝專業的任務和業務培養目標,化學工程與工藝專業的畢業生應該具有較扎實的化工理論基礎,較寬的化工應用知識以及一定的工程技術基礎,從而該專業的課程設置(公共課、基礎課除外)應由基礎化學課、工程基礎課和專業方向課3部分組成。基礎化學課包括:無機化學、有機化學、分析化學、物理化學等。工程基礎課主要包括:化工儀表與自動化、化學工程基礎、電工電子學等。專業方向課:可根據具體方向選擇專業化學課,如電化學工程方向可選理論電化學、化學電源工藝學、電解工程和電鍍工程等。精細化工方向可選擇化工工藝學、化工分離工程、化學反應工程等。另外實踐性環節包括基礎實驗、綜合實驗、提高實驗、生產實習、畢業實習和畢業論文等。
我校化學工程與工藝專業方向
就專業方向而言,化學工程與工藝專業的性質是工科。化學工程與工藝專業應該是培養具有較扎實及寬廣的化學工程理論基礎知識,特別注意培養學生的動手能力及解決實際問題的能力。教學計劃的總體設計中要體現應用型人才所具備的工程技術基礎知識,重視實驗、實踐、實習、畢業論文等環節。設置專業發展方向,結合廣西經濟發展的需要,建立在合理利用廣西及學校的資源及適應科技發展、注重社會需求基礎上。據此,我校化學工程與工藝專業專業方向設定為:電化學工程與精細化工。
第3篇：化學工程和材料工程范文
關鍵詞：化學工程技術；化學生產；應用；分析
在我國，科學技術一直是我們的一項重要的生產技術，隨著科技的快速發展，在化學生產過程中也開始廣泛的采用化工技術。化學工程技術主要是一項研究化學生產過程中需要采用的相關技術，其主要目的是對化學工程產品進行開發、設計、制造和管理。由于化學工程技術能夠有效的提高產品的質量，同時也能夠提升化學生產中的工作效率，因此我們對化學工程技術有了更廣泛的關注，并不斷的將其拓展到化學生產中的各個領域，使得化學工程技術能夠發展的更好，進而不斷的推進我國的經濟發展和科技發展，使我們的生活條件更加優越。
1化學工程技術的技術概念闡述
現如今，化學產品已經成為了人們生活中非常常見的物品，例如藥物、食品和日用品，還有農業藥物和工廠生產所需的原料等等。因此化學工程技術變成為了一項炙手可熱的技術，不斷的受到人們的關注。化學工程技術是根據化學理論基礎與相關的技術相結合的一項應用于化學生產中的技術，利用化學設備，通過一系列的化學反應進行產品的大量生產。在化學生產的過程中，化學的反應物和設備對于工程的技術要求是非常高的，而化學工程技術的優勢就在于能夠滿足化學反應的要求，進而提高了化學產品的質量。除此之外，化學工程技術還有一項更大的優勢就是對廢物的處理，這項技術能夠盡可能不對環境造成很大的影響，正符合我國當前對生產的要求。
2化學工程技術在化學生產中的應用
2.1超臨界流體技術在化學生產中的應用
超臨界流體技術主要的內容是，控制一定的溫度和壓力，使得需要的流體處于液體與氣體中間的狀態。這種流體的特點集合了氣液的優點，它的粘度低與氣體相似，它的密度很高與液體相似，這就導致它的擴散能力很強，介于氣體和液體之間。同時它還擁有很強的溶解能力和壓縮能力。將這種技術應用于化學生產中，通過控制溫度與壓力，得到超臨界流體，利用其擁有的優勢來達到節省能耗的目的。現如今，我們將這種技術應用于更過多領域，比如，高分子材料、復合材料、有機物材料和無機物材料。
2.2傳熱技術在化學生產中的應用
化學工程之中的傳熱技術主要是分為兩方面，一方面是微細尺度傳熱技術，另一方面是強化傳熱過程。首先微細尺度傳熱，是以熱對流、熱傳導、熱輻射為主要的內容，從空間尺度和時間尺度微細進行討論和研究的一項傳熱技術。這項技術在微米、納米科學中得到了廣泛的應用，并取得了不錯的成績，因此人們更加關注它在化學生產中的應用。強化傳熱過程，主要的重點是通過調試換熱器設備，不斷改進生產過程中的傳熱系數，使其能夠有能力不斷的對外放熱。為了強化傳熱過程，就要增加冷熱流體間的溫差，這就必須通過改變換熱的面積來提高傳熱系數，從而來提高傳熱的效率，使得在化學生產的過程節能減耗。
2.3綠色化學反應技術在化學生產中的應用
通常化學生產的產品一般對我們生活有一些影響的，因此我們就需要采用綠色化學反應來防止化學生產的過程中對環境造成污染，這是從源頭來解決污染問題的技術方法。綠色化學只得就是通過使用化學的技術與方法，結合相關的知識來解決化學對人們和環境造成的危害。主要要求就是，化學生產過程中用到的試劑、催化劑、反應原料，和反應完成后的產物與副產物都必須對人類和環境無危害，同時也要保證綠色環保。例如，采用綠色無毒的原料方面，可以將石油原料裝換成生物原料。像是在化學產品尼龍的生產過程中，原先采用的是含苯的石油化工原料，我們將可以其原料改換成生物原料，一樣也可以制成尼龍，不僅保護了環境，而且也保護了人體收到傷害。除此之外，這項技術在綠色食品生產中也起到了很大的作用，綠色食物是對人體很有益的，在其生產過程中一般禁止使用化學藥劑，這樣不僅減少了對人體的傷害，同時也減少了對環境的影響。然而生產綠色食品的代價就是成本高，為了可以降低成本又能夠有質量，我們可以將化學技術與生物技術相結合，開發基因技術，提高并促進農作物的產量和質量，生物技術與化學反應技術相結合可以在以下過程中充分的利用。
3現今化學工程技術存在的問題
3.1化學工程技術需要進一步的提高
現如今，我國的化學工程技術應用的領域非常更廣泛，但是仍存在一些不足。滴狀冷凝在工業上的應用仍然不能有很好的表現，因為在獲得滴狀冷凝后，冷凝的液滴不能夠被長久的保存，所以，我們應該在這問題上有進一步的研究，從而來解決這個問題。使得我國的化學工程技術能夠有更好的發展，人們能夠有更好的生活條件。
3.2化學工程技術的人才匱乏
在化學工程中存在的另一個嚴重的問題就是技術人才問題，只有用化學專業技術強的人才，才能夠更好的提高化學生產的質量。而我國現在就存在這樣的問題，化學領域的工作人員的普遍的技術能力和專業能力不強，主要是由于我國的教育體制問題，當代的大學生理論要點掌握很好，但實際操作方面卻嚴重的匱乏，這就導致技術型人才的缺乏，從而影響了化學工程技術的進步。
4對化學工程技術的發展提出對策
4.1不斷提升化學工程技術
隨著我國的科技不斷的發展，化學工程技術也會越來越進步，我們應該不斷的更新技術，以此來適應社會科技的發展。應該在鞏固傳統的化學技術的同時不斷的添加新型技術，并拋棄不利的部分，從而實現化學工程技術有更好的發展。
4.2培養化學技術人才
人才的重要性是我們有目共睹的，化學技術人才對于化學工程的發展有著至關重要的作用。因此為了化學工程技術能夠有更好的發展，我們重點培養化學技術人才，化學生產企業可以通過與相關專業的院校進行合作，讓專業對口的大學生能夠有機會到生產工廠進行相關的實習操作，從而來培養理論知識牢固并且有一定的操作能力的技術人才來工作。
5結語
化學工程技術在化學生產過程中的應用廣泛，它不僅促進了社會經濟的發展，更是提高了人們的生活水平，通過技術和人才的不斷涌進，我國的化學工程技術會有更好的發展。
參考文獻：
[1]王一竹,王一龍,麻超等.關于化學工程技術在工業生產中的應用探討[J].大科技,2015,(27):283~283.
[2]侯海霞,柯楊,王勝壁等.解析化學工程技術在化學生產中的應用[J].山東工業技術,2015,(14):91.
[3]裘炎,王杲.探析化學工程技術在化學生產中的應用[J].化工管理,2015,(20):90.
[4]劉玉琴.淺談化學工程技術在化學生產中的應用[J].中國化工貿易,2014,(25):95~95.
第4篇：化學工程和材料工程范文
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5篇：化學工程和材料工程范文
關鍵詞：化學工程設計；計算機軟件；數據處理
化學工程設計的目的是利用化學方法和物理方法尋找工業生產的最佳過程，研究工業生產中的共同規律，從而使工業生產的效益最大化。計算機軟件在工業工程設計中的應用已非常普遍，化學工程數學模型計算、實驗設計、工藝流程繪制等，都會用到計算機軟件，化學工程設計中最常見的應用軟件有MATLAB、CAD、ORIGIN等，研究這些計算機軟件的應用，能有效提高化學工程設計的效率，降低化學工程設計成本，使其設計結果更科學、更可靠。
1化學工程研究的內容及手段
化學工程設計就是對產品生產的化學過程、物理過程進行研究、設計，使其能夠完成大規模的生產任務，使化學科學能更好為工業生產服務。如石油精煉、食品加工、藥品生產、建筑材料生產等，這些都屬于化學工程研究的領域，化學工程設計要對工程的相關因素進行充分的、全面的考慮，并結合裝置效應，解決生產過程中的各類問題，確保化學工程生產過程可靠、安全、有效。這一過程涉及物理、化學、數學等多個學科，結合生產過程開發和操作理論等研究工業生產的最佳形式，包括單元操作研究、化學反應工程研究、傳遞過程研究等，是一項非常龐大且復雜的工程。一方面，化學工程本身比較復雜，它屬于多學科交互的研究范疇，有時物理現象和化學現象同時發生相互影響，研究起來比較復雜。此外，化學工程研究的物質有氣體、液體與固體，多種形態共存，研究起來比較復雜。另一方面，化學工程研究的物系流動時邊界比較復雜，這就導致其設備沒有固定的形態、構造等，要結合不同的生產需要，靈活設計化學工程，致使其設計比較復雜、多變。化學工程的研究方法較多，早期，人們主要通過實驗來研究化學工程的設計，將實驗的過程逐級擴大，以探索工業生產的規律、工藝等，人們將其稱為經驗放大法。隨著化學科學在工業生產中的應用日益廣泛，進入20世紀后，人們逐漸意識到化學工程研究的重要性，開始尋找新的方法對其進行研究，這一時期就出現了因次分析、相似論，研究的具體做法就是將影響過程的眾多因素進行分析歸納，尋找相似的變量，盡可使研究變得簡便，然后再通過實驗求得這些數據的關系，再設計化學過程。這一時期，將數學模型方法應用于化學工程設計中的研究模式已初步形成，利用數學模型法，結合實驗方法，取得重要的數據，再通過實踐鑒別、驗證這些數據，進而完善化學工程的設計。這一時期，化學工程設計面臨的最大問題就是巨大的數據量與人繁重的工作之間的矛盾，而且人工計算、設計中易出錯。計算機誕生后給各行各業的發展帶來了巨大的契機，化學工程研究也迎來了新的局面，計算機在化學工程設計中的應用將人從繁重的運算、數據整理分析等工作中解放出來，提高了人力資源的利用效率，同時節省了時間、研究成本。直到現在，計算機仍是化學工程設計的重要輔助工具，計算機軟件被廣泛應用于化學工程設計當中，成為化學工程發展的重要支柱。
2計算機軟件在化學工程設計中的應用
2.1計算機軟件在化學工程設計中應用的優勢
首先，計算機的數據存儲和處理功能為化學工程研究帶來了方便，化學工程設計者不用再反復、重復收集、整理各類數據，計算機網絡的資源共享性、計算機的數據處理功能，使化學工程研究人員通過計算機應用可以獲得更多的研究資源和設計資源，應用軟件對掌握的資源進行加工、分析，可以得到更準確的結果，這種方法顯然比人工準確、可靠、高效得多。例如，利用MATLAB軟件，可以迅速、準確分析大量數據，快速得到結果。例如，對某企業廢水中的一些有毒物質進行檢測，檢測數據眾多，人工處理起來復雜、麻煩、易出錯，應用MATLAB處理就簡單得多了，輸入相關數據，很快便能得到結果。其次，應用計算機軟件可以使化學工程設計的過程更為直觀、簡便。例如，應用MATLAB軟件可以對數據進行圖像處理，將數據轉化為圖形，還可以在圖中添加文本，這樣能使化學工程研究更方便。又如，使用CAD軟件，可以繪制化學工藝流程，使化學工程設計的內容更精確、美觀、具體，有利于設計者及時發現問題，改變設計思路，使化學工程的設計更完美。再次，計算機軟件可以模擬化學工程實驗和化學工程過程，使研究者和設計者更易得到準確的數據，也使化學工程的內容和方法得到了豐富和完善。
2.2計算機軟件在化學工程設計中的應用實例
化學工程設計中最常用的計算機軟件有MATLAB、CAD、ORIGIN、ASPEN、PROⅡ等，這些軟件應用的主要目的是數學建模、化學實驗設計、化學工藝流程繪制、數據處理及數據分析與化學工程分析、設計、核算等。例如，配備一定濃度的溶液，應用計算機軟件依次輸入相關的數據，就能夠得出固體的配置量，這樣大大地提高了化學工程設計的效率，使工程設計得到了優化。又如，利用計算機軟件進行化學制圖，應用MATLAB、CAD都能完成。特別是CAD的三維圖，直觀、立體感強，是現在化學工程研究必不可少的軟件，能夠將化學工藝流程真實、客觀地表現出來，人們通過看圖就能掌握化學工程的概況，方便、快捷，即便不是化工的專業人士通過看圖也能夠了解化學工程的概況和生產流程。
2.3計算機軟件在化學工程設計中的應用問題
計算機軟件、硬件的發展都非常快，軟硬件相互配合才能發揮出計算機應用的最大價值。當前，化學工程設計中計算機軟件的應用存在的一大問題就是大多數化學工程研究者、設計者，過于重視對計算機相關軟件的學習、應用和研究，而忽視了對計算機相關硬件的學習和了解，在計算機應用過程中，計算機硬件的一些小問題就會阻礙工作的繼續進行，甚至造成難以挽回的損失。例如，化學工程設計圖存儲不當，造成設計圖丟失、損毀、被盜等情況發生，影響了化學工程設計的進度和效益。其次，一些化學工程設計者、研究者過于依賴計算機軟件，進而忽視了自身對專業知識的掌握、應用和研究，一旦離開計算機感覺什么事都做不好，這種依賴使其在化學工程設計中缺少創新和鉆研精神，不利于化學工程科學的持續發展。再次，化學工程研究中設計和操作優化問題一直都很突出，在研究過程中，大部分研究者也比較重視實踐研究，計算機軟件也能模擬部分的實驗過程，且其處理分析數據的能力很強，即便如此，將化學工程設計應用到大型生產中還是存在諸多問題，這就啟發我們需要進一步研究化學工程設計的相關軟件，進一步提高其模擬實驗和處理數據的功能，更好解決化學工程研究中的各類問題，最好能綜合不同軟件的應用效果，使軟件的應用更為方便、簡潔、高效。
3結語
化學工程設計中應用計算機軟件，首先應重視計算機軟、硬件的協調發展，這樣才能使軟件更好發揮其作用。其次，化學工程研究的對象相當復雜，計算機軟件作為化學工程設計的輔助工具，對于促進化學工程研究、設計是很有幫助的，但歸根結底它只是化學工程研究和設計的輔助工具，因此，在化學工程研究設計中，更應重視人的主動行為，大膽開發和創新化學工程設計，不斷完善化學工程，使其能更好為工業生產服務。
參考文獻
[1]王莉君,周芳.計算機輔助設計在化工工藝中的作用[J].當代化工研究,2016(3).
[2]單自龍.計算機模擬在化工設計中的應用研究[J].化工管理,2015(1).
[3]趙永華,周艷軍,齊平等.計算機技術在化工設計中的應用[J].中國現代教育裝備,2017(7).
第6篇：化學工程和材料工程范文
關鍵詞：專業特色；課程體系；化學工程與工藝；電化學工程
哈爾濱工業大學電化學工程專業成立于1962年，是國內最早建立的電化學工程專業之一。1999年我國大學本科專業目錄調整，原多個化工類專業（含電化學工程）統一合并為“化學工程與工藝”專業，但各大學中的該專業側重方向與特色不同。我校保留了原來的“電化學工程”方向與特色，并被教育部認定為第三批高等學校特色專業建設點。在特色專業的建設過程中，面對寬口徑的“化學工程與工藝”專業，既要開設核心化工課程又要保持電化學工程專業方向的課程。2008年修訂培養方案時，我們將化學工程與工藝專業分為“化學工藝”與“電化學工程”兩個專業方向進行課程設置。對“化學工藝”專業方向的學生按“化學工程與工藝”專業規范要求構建化工課程體系進行培養；而對于“電化學工程”方向，探索以滿足專業規范中核心知識要求為前提，依據專業特色的需要，通過以知識點為標準（不拘泥于課程名稱）協調專業規范要求與專業方向的關系，構建彰顯專業特色的課程體系。2012年修訂培養方案時，我們在系統地分析總結前期實踐效果的基礎上，形成了新培養方案。本文重點介紹了我們構建與“電化學工程”專業方向對應的課程體系的一些做法，以期達到拋磚引玉之作用。
一、面向國家需求的專業特色定位與培養目標
專業特色是特色專業的靈魂，特色定位準確與否直接決定了特色專業建設的成敗。首先，專業特色的定位要以長期形成的辦學理念以及在人才培養方面的積累為基礎。哈爾濱工業大學化學工程與工藝專業的“電化學工程”方向經過半個多世紀的深厚積累，培養了大批我國電化學工程領域的中堅力量。20世紀80年代，本專業王紀三教授的“發泡鎳電極”技術，帶動了我國電池行業的技術進步，胡信國教授的“一步法無氰電鍍銅”工藝引領了電鍍行業降低污染的技術革命，因此獲得了國家發明獎。當前，傳統石化類資源的日趨緊張及環境污染壓力，已成為限制我國經濟發展的一大瓶頸，研發新型能源與電鍍清潔生產新工藝，是國家能源、環境的重大戰略需求，特色專業責無旁貸要擔當起此方面人才培養的重任。我們認為，特色定位不能脫離化工領域及化工學科，要根據國家對人才需求現狀和發展趨勢，充分發揮自己已經積累的特色基礎和教學資源優勢，有效利用外部環境中的有利因素和發展機遇進行定位。基于此，哈工大“化學工程與工藝”專業特色方向確定為化學電源和電化學表面處理，與電池及電鍍行業對應。
本專業畢業的學生應具有以下幾方面的知識和能力：（1）具有堅實的自然科學基礎，較好的人文、藝術和社會科學基礎知識及較高的科學素養；（2）具有較強的計算機和外語應用能力；（3）較系統地掌握本專業領域的理論基礎知識，了解學科前沿及最新的發展動態；（4）具有創新意識和獨立獲取知識的能力；（5）具有較強的分析解決問題的能力及實踐技能，具有從事與本專業有關的產品研究、設計、開發以及組織管理的能力；（6）熟悉本專業領域相關的發展方針、政策和法規。
二、基于專業特色的內涵和建設目標，明確課程設置的原則
專業特色是指充分體現學校辦學定位，經過長期辦學實踐逐步積淀形成，優于其他學校相關專業的獨特、穩定和具有鮮明個性特點并為社會所承認的專業風格。開展專業特色建設，旨在促進高等學校人才培養工作與社會需求的緊密聯系，滿足國家經濟社會發展對多樣化、多類型和緊缺型人才的需求。通過專業特色建設，探索專業建設實踐，豐富專業建設理論，形成專業建設、人才培養與經濟社會發展緊密結合的專業建設思路與人才培養方案，形成該專業建設內容的相關參考規范，對國內同類型專業建設起到示范和帶動作用。
人才培養方案的制訂與優化是專業特色建設的核心內容，而課程體系的設計是實現培養目標的基礎，是完成特色型人才培養的保證。課程體系構建要根據人才培養目標要求應具備的知識、能力、素質，明確其應具有的知識結構進而設置相應課程，形成結構合理能滿足專業特色需要的課程體系。我們認為滿足專業特色的課程設置應遵循如下原則：
1.通識教育和專業教育相結合的原則。課程設置上要處理好寬基礎與專業特色的關系，注重理學基礎教育，既要滿足特色的要求，又要為學生未來可持續發展和繼續學習打好基礎。通識教育和專業教育課程的有機結合，拓寬學生知識和視野，使學生在科學基礎、人文素養、專業素質和能力等方面同步提升，促進學生的全面發展。
2.堅持在滿足“化學工程與工藝”專業規范要求前提下彰顯專業特色的原則。依據專業特色的需要，以知識點為標準，構建融會貫通、有機聯系的課程體系。應以學生為本，不但要有與專業特色要求知識結構對應的課程體系，還要通過增加選修課的方式，構建與專業規范完全對應的課程體系，以滿足本專業方向學生的自主選修。同時注意設置反映行業與產業形成的新知識、新成果、新技術和學科發展的課程。
3.加強實踐教學與創新能力培養的原則。單獨設置與實踐教學及創新意識培養對應的課程，注重理論課與實驗課的銜接與相互補充。增加實驗教學比重，及時將教師的相關研究成果轉化為實驗教學內容，使我校的強勢科研力量轉化為優質教學資源。并通過設置產學結合與創新類課程等，培養學生運用所學知識解決實際問題的能力及創新意識。
4.促進本科教育國際化的原則。保證學生四年外語不斷線。在通識教育階段基礎上，參照國外同類專業課程體系，設置和建設系列化專業教育雙語課程，培養學生跨文化交流能力，提高學生的國際競爭力。
三、以滿足專業規范基本要求為前提，構建彰顯專業特色的課程體系
高等教育大眾化的顯著特征之一是多樣化，但多樣化不是隨意化，不能沒有基本的人才培養質量標準。專業規范就是專業人才培養的總體框架與規定，我們不能背離專業規范中的基本要求去追求所謂的專業特色，遵循專業規范而不拘泥于規范的專業特色才能日益彰顯。專業特色總體上呈現多樣性特征，而專業規范體現了統一性的特征，專業規范中的人才培養基本規格，核心知識領域等質量要求標準是統一的，這是專業本身具有的特征。要協調好專業規范的統一性與專業特色多樣性的關系，以滿足專業規范基本要求為前提來彰顯專業特色。我們以“化學工程與工藝”專業規范中要求的知識點為標準，圍繞“電化學工程”知識結構的需要構建課程體系。基本做法如下：
1.在通識教育方面，強化數理基礎，數學類課程278學時、物理課程177學時，人文與社會科學基礎課177學時，公共外語課200學時（前兩學年完成公共外語課后，大三開設雙語課有“化工熱力學”、“電化學測量”等，大四開設“表面工程”、“新型化學電源”、“電動車能源系統”雙語課，保證四年外語不斷線），還設有文化素質講座、全校任選課等；針對行業、學科發展的需求，在通識教育的基礎上，通過知識點不重復介紹來壓縮相應課程的學時，設置與電化學工程知識結構對應的學科基礎課、專業核心課、專業選修課。為拓寬專業基礎，將“工程制圖基礎”、“化工傳遞與單元操作”、“化工熱力學”、“化工綜合實驗”、“專業導論課”、“化工安全概論”、“理論力學”、“材料力學”、“電工與電子技術”、“電工與電子技術綜合實驗”、“高分子材料”、“新能源概論”、“無機材料制備方法”等定為學科基礎課。按教學目標重組突出專業特色的主干課程體系，把“無機化學”、“有機化學”、“分析化學”、“物理化學”、“化工傳遞與單元操作”、“化工熱力學”、“電化學原理”、“電化學測量”、“化學電源工藝學”、“電鍍工藝學”10門課程作為專業主干課。
2.以知識點為標準，通過必修與限選課來滿足專業規范的基本要求。“電鍍車間設計”、“化學電源設計”為實踐類必修課，同時設有“化工機械與設備”專業選修課，以此涵蓋化工設計的知識點；“化學反應工程”與“電化學反應工程”2門課限定為至少二選一，另外在10門專業主干課程中，包含了電極過程動力學、催化、反應器等內容，滿足了反應工程知識點的要求。我們增加了選修課門數，并以知識點不重復介紹為原則壓縮每門課程的學時，具體分為三類：第一類是設置了“結構化學”、“化工設計”、“化工儀表及自動化”、“化工分離工程”等化學、化工類課程及“材料分析測試方法”課程，使學生具備專業規范要求的化工知識體系，為有志于在化工行業就業及出國、考取外校研究生的學生打好基礎；第二類是設置了“新型化學電源”、“固體電化學基礎”、“電動車能源系統”、“綠色能源”、“電極材料結構表征”等課程，供希望從事電池行業的學生選修；第三類是設置了“化工設備腐蝕與防護”、“表面工程”、“電化學加工技術”、“涂裝技術”等課程，供準備從事電鍍行業的學生選修。從知識點看，既滿足了“化學工程與工藝”專業規范的要求，又構建了適合專業特色的電化學工程知識結構體系。同時，不但滿足了學生的就業要求，還為學生職業發展和繼續學習奠定了基礎。
四、發揮學科優勢，設置加強實踐教學與創新能力培養的課程
本專業依托的哈工大化學工程與技術學科，具有一級學科博士學位授予權，并建有化學工程與技術博士后流動工作站，2012年哈工大的化學工程與技術學科排名進入全國評估前八名。多年來面向國家、國防重大需求，形成了本學科的優勢特色。在應用電化學方向上，產學研特色突出，多項原創性成果為企業創造了顯著的效益。與本專業建立長期穩定的科研、教學合作關系的企業有十幾家，為產學結合的學生培養奠定了良好的基礎。我校化工學科在“211工程”、“985工程”的支持下，形成了科研、教學硬件大平臺，為學生的科研訓練、課程設計、畢業論文（設計）等提供良好的實踐平臺。在軟硬件方面，對電化學工程的專業特色方向建設起到了保障和促進作用。另外，本專業正在逐步加大科研設備和科研實驗室等資源向學生開放的力度，創造條件讓學生能夠較早進入實驗室，參與教師的科研工作，在具體的科研活動中培養實踐、創新能力。在專業實驗內容上，鼓勵教師將適合于實驗教學的科研成果轉化、更新為課程教學內容，有利于將最新的學科知識、技能傳授給學生。
在實踐教學與創新意識培養方面，對于基本技能、方法類實驗，與四大化學相關的實驗課為132學時、與化工基礎相關實驗72學時，與專業方向對應的實驗課100學時。特色專業是面向行業培養人才，在產學結合上，設置“國內外專家講學”學科基礎課，還要求講授專業課的教師要理論聯系實際，注重啟發科研思路。專業定期從合作企業中邀請高級工程技術人員來校為學生進行課堂教學或講座，聘請具有教學經驗的高級工程師參與本科教學活動；在創新能力培養方面，設置了“大一年度項目”、“創新創業訓練計劃”、“創新實驗課”、“創新研修課”，要求學生在校期間至少完成2個學分，可通過選修創新研修課、創新實驗課、參加大一年度項目、大學生創新創業訓練計劃、學科知識競賽、發表研究論文、申請專利等方式獲得。
自1999年本科專業目錄調整后，我們圍繞協調專業規范的統一性與專業特色多樣性的關系上，進行了各方面的努力與探索，構建了面向國家需求的化學工程與工藝特色專業課程體系。作為特色專業建設，我們今后要為實現培養具有前瞻性、綜合素質高、創新能力強和具有國際競爭力的行業人才的目標而繼續努力。
參考文獻：
[1] 趙祖平. 以專業特色建設促專業發展——以中國勞動關系學院行政管理專業為例[J]. 中國高教研究，2012（3）：104-106.
[2] 周嘉，蔣玉龍，任俊彥等. 復旦大學微電子學專業特色的挖掘與拓展[J]. 中國大學教學，2012（4）：35-36，60.
[3] 張靈，禹奇才，張俊平. 專業特色建設的幾個基本問題[J]. 中國大學教學，2012（9）：28-30.
[4] 徐定華，關勤，樓盛華. 論高校專業規范與專業特色的內涵及關系[J]. 中國高等教育，2010（8）：57-58.
[5] 楊新海，徐宗寧，付保川等. 高校本科特色專業建設的路徑探析[J]. 教育理論與實踐，2011（12）：17-19.
第7篇：化學工程和材料工程范文
【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"（Process Engineering），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"（Unit Operation）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《Transport Phenomena》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-Chemical Engineering）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（a profession in waiting）；化學工程師必須"be steeped in technology"，能夠創新、開發、變換、調控和適應取代；化學工程學科要從"Process Engineering"達到"Product Engineering"再到"Formulation Engineering"。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]：
轉貼于 ① Nanoscale（納觀尺度）：研究量子化學、分子過程與分子模擬等。
② Microscale（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。
③ Mesoscale（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。
④ Macroscale（宏觀尺度）：研究生產裝置和生產過程等。
⑤ Megascale（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（Artificial Neural Networks）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.
第8篇：化學工程和材料工程范文
從廣義上說，分離強化首先是對設備的強化，然后是對生產工藝的強化，綜合起來說就是只要能將設備變小、將能量轉化效率提高的技術都是化工分離技術強化的結果，有利于實現可持續發展，這也是化工分離技術的主要趨勢之一。古老的化工分離技術原理：利用沸點的不同，將不同的組分從分離塔里分離出來。隨著科技的發展及國內外的分工合作共同研究除了大量新的分離技術，具有廣闊的發展前景，但是這些在應用中同樣也存在著很多問題，那就是：此項研究對相關分子蒸餾的基礎理論探究比較少，沒有在理論上充分說明和指導，對設計刮膜式分子蒸餾器也沒有深入的研究。隨著信息技術的不斷進步，分離技術也不斷得到改善，取得了長足的進步，逐漸信息技術引入到分離技術的研究與開發上，例如在研究熱力學和傳遞的性質、多相流等方面，這些都是信息技術發生功效的主要分離技術，再如分子模擬大大提高了預測熱力學平衡和傳遞性質的水平。對分子的設計加速了可以加速分離，因此對研究和開發新的高效的分離劑有深遠的意義。信息技術的引進有利于新的分離過程的深入，提高工作效率。
一、傳熱過程的一些新的研究進展和方向
1.微細尺度傳熱學研究進展
微細尺度是從空間尺度和時間尺度微細的探討和研究傳熱學規律，現在在傳熱學中已經自成一個分支，發展前景廣闊。當物體的特征尺寸遠大于載體粒子的平均尺寸即連續介質時假定依然會成立，但是由于尺度的微細，原來的假設的影響因素也會相對的發生變化，這就導致了流動和傳入規律發生著惟妙惟肖的變化。目前，微米、納米科學已經取得長足的進步，受到人們的廣泛關注，諸多領域都是圍繞微細尺度傳熱學進行研究的。其中高集成度電子設備、微型熱管、多空介質流動傳熱等多項研究都是微熱尺度傳熱學研究取得的豐碩成果。
2.傳熱設備研究進展
通過近十年的研究，利用翅片可以達到促進和增強傳熱的效果
3.強化傳熱過程的研究進展
這項研究主要是從改進換熱器設備的形式入手，提高傳熱的效率，并想辦法改進設備使其持續對外放熱，這種改進包括發明新的傳熱材料和改進生產工藝，將過去的設計進行優化等方法。
4.傳熱理論研究進展
近年來，傳熱研究者一直都致力于滴狀冷凝在工業生產上的應用，但至今仍未能很好的實現，主要問題是如何獲得實現滴狀冷凝，并且使其冷凝表面壽命延長。改變冷凝界面的性質，將滴狀冷凝應用到工業上進行傳熱改造是傳播熱學研究的主要熱點之一。沸騰的傳熱方式不僅在機械、動力和石油化工等傳統的工業之中廣泛使用，而且在航空航天技術等高科技領域也廣泛的應用著。長期以來，人們都在對液體發生核態沸騰的原因和具有高換熱強度的機理進行著深入的探究。由于沸騰的現象是復雜和多變的，這些都導致了我們不能利用常規的計算方法來計算出沸騰所能傳輸的熱量。到現在為止，加熱器表面受到水沸騰時產生的氣泡的影響，這一問題是最需要得到解決的，也是研究的重點所在，對沸騰傳熱進行計算大都采用機理模型，這種方法存在嚴重的缺陷就是計算的準確率很低，而且需要大量的實驗做基礎，所以目前應用的范圍較窄，目前沒有能較準確計算沸騰傳熱的計算式，因此我們有另辟蹊徑，從新的角度來探究和研究問題，從基本理論出發，提出新的理論與計算方法或研究出新的模型，將數學與之相結合計算出沸騰所傳出的熱量，這將成為今后研究的重中之重。
5.與計算機技術相結合
計算機技術的進步使化學中大量的計算問題和數據采集分析的問題得到了解決，同時解決了人力物力和財力，也增加了數據的準確度與精確度，主要表現在計算機技術對計算流體力學和數值傳熱學上的主要貢獻，其主要的研究方法是數值模擬法。這種方法的特點是需要大量的數據計算，而且需要大量的實驗作為補充，采用計算機進行分析和計算，有利于將數據直觀的表現出來，方式更加靈活多變，費用更加低廉，并且得出結論的周期比較短，對于應對此類問題計算機技術是最好的選擇。
二、化學工程學科未來的發展動態
1.將化工過程與系統過程研究相結合
化學變化是一個復雜的過程，這是因為性質決定的，其非對稱性和不平衡性打破了人們的慣性思維，使其控制因素增多，結構尺度變多，其中結構是對過程工程研究的中心問題，主要解決辦法是簡化其結構，使復雜的結構變得簡單，更具有使用價值；首先研究特殊系統，然后推理出一般性的結論，進而推而廣之，這些都為解決結構問題打下了良好的基礎，解決了復雜系統不容易被分析的問題，采用整體法和還原法研究復雜的系統有利于把握系統的主要變換方向，多尺度的思考問題的方式可以將過程問題轉換成平時的時間和空間問題，對研究化學工程的復雜結構有好處。化學工程的這一轉變趨勢預示著化學正在向著應用領域進行擴張，更加注重其實用性和價值性，而非學科本身理論的研究。這也在化學課堂上出現了明顯的改革，從只有實驗和理論兩個過程的化學轉換成有實驗、有計算最后才產生結論的過程，這就需要化學與數學物理等相結合，甚至與計算機技術相結合，進而實現化學過程的更好研究。
2.將化學工程與材料科學研究相結合
科學的進步使大量新的技術和產品能源不斷涌現，并且在先進技術的引導下得到了廣泛的應用，這就為化學工程的研究提出了新的問題那就是如何為新的產業的形成和發展提供良好的服務并不斷形成新的完整的理論，化學工程的發展就此進入老人一個新的發展階段。在學科研究的方法上更多的注重學科的交叉，更多的研究材料其中包括信息和化學、生物與化學、能源與化學、環境與化學相結合的工程學科，這些都為化學工程的發展提出了新的發展方向和研究課題，為化學的發展做了良好的鋪墊。
3.將化學工程與信息工程研究相結合
化學工程技術的熱點是將化學工程與信息工程研究相結合，隨著信息技術的發展，信息技術已經深入各行各業，通過計算機技術可以收集大量信息，并對此進行精細的計算，隨著大量的數據的統計和分析，可以得出很多重要的規律和結論，這些規律可以用來作為提高效率和生產效益的理論依據，同時可以預見，將化學工程和材料科學結合起來進行分析必將是化學工程領域的重點研究課題，必將成為引領化學研究的主要方向。
第9篇：化學工程和材料工程范文
化工類工程教育人才培養體系改革的基礎
浙江工業大學化材學院，經過多年的發展，已基本建成數個高水平的學科平臺和化工、材料類國家、省級特色專業。學院設有化學工程等7個學科，其中工業催化為國家重點學科(培育)，3個浙江省重中之重學科，1個浙江省重點學科。學院建有1個一級學科博士點，下設7個二級學科博士點和1個博士后流動站，還有11個碩士學位點。學院建有綠色化學合成技術省部共建國家重點實驗室培育基地等。學院建有化學工程與工藝、應用化學等2個國家特色專業，材料科學與工程省重點專業等4個本科專業。化學工程與工藝專業是學校設立的第一批本科專業之一。該專業所依托的學科水平高，擁有一級學科博士學位授予權，并設有一級學科博士后流動站，已形成了包括學士、碩士、博士、博士后在內的完整的人才培養體系。建有浙江省化工實驗教學示范中心、浙江省化學實驗教學示范中心、浙江省化學工程研究生實驗室。《基礎化學實驗》國家級精品課程，《物理化學》國家級雙語示范課程，《基礎化學實驗》、《無機與分析化學》、《有機化學》、《化工原理》、《化學工藝學》和《化學反應工程》等6門省級精品課程。學院經過多年的專項建設，在化工專業建設與人才培養、科研教學良好互動方面擁有較為優越的條件。由武漢大學中國科學評價研究中心和中國科教評價網共同研發，由邱均平等編著的《中國大學及學科專業評價報告》中的排名如下:2008年在所有201所建有化學工程與工藝專業的高校中排名在第16;2009年在所有201所學校中排名第18;2010年在所有224所學校中排名第18。
化工類工程教育人才培養體系改革的目標
工程教育人才培養體系改革應基于高等工程教育改革指導思想和人才培養素質特征定位、教育培養體系特征和工程實踐與工程創新能力培養途徑等開展研究、實踐和反思，明確以高素質創新人才培養三要素理論為指導的化工卓越人才培養體系優化的改革實踐總目標。高素質工程創新人才培養具備三個要素:意識、機會與能力。首先是意識，即學生要有成為創新人才的意識和動力，它包括遠大的理想抱負、寬廣的視野及對科學的熱愛;其次機會指為創新人才成長提供必要的平臺和載體;最后是創新能力，主要是指工程創新能力的培養。高等工程教育改革的內涵在于提升大學生的工程實踐與創新能力，教育培養體系的構建必須遵循工程的實踐、集成與創新的特征，以強化學生的工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力為核心，將工程教育人才培養標準細化為知識能力大綱，重構課程體系和教學內容，將知識能力大綱落實到具體的課程和教學環節。化學工程與工藝專業建設的目標必須符合過程工業科技創新及化工學科發展規律、高等工程教育發展趨勢、經濟社會發展特別是地方經濟發展的需求，而這也是新形勢下化工專業的工程教育改革的基本指導思想。化學工程與工藝專業特色建設主要體現在人才培養模式、人才素質特征和質量保障體系等三方面，也是工程教育培養體系改革與專業建設的最終目標追求。堅持厚基礎、寬口徑、重實踐、強創新的理念，不斷拓展專業內涵，形成寬口徑辦學和培養復合型人才的多模塊模式。通過知識、能力、素質的協調發展，培養的學生具有較強的專業實驗技能、工程實踐與創新能力和國際化視野，能夠成為面向和引領未來的卓越工程師;通過公共基礎課、學科基礎課以及專業課程體系的設置、課程的講授、實驗實習等實踐環節安排、畢業設計綜合訓練、各種人文素質及科技講座、各種競賽等環節，構建創新創業能力培養的質量保障體系。現代工程教育培養的創新型工程科技人才應該是在四個層面達到預定目標，即:學生能夠掌握更扎實的技術基礎知識，領導新產品、過程和系統的建造與運行，理解研究和技術發展對社會的重要性和戰略影響。因此，在培養計劃制訂、教學方法改革等過程中必須始終強調實現基礎知識厚、工程實踐能力強、創新意識濃和適應能力佳等全面發展的綜合素質的養成。
化工類工程教育人才培養體系改革的實踐
采用理論研究———實踐———總結———再實踐———再理論研究的思路，推進化工類工程教育人才培養體系改革的實踐。把工程教育內涵提升的指導思想和人才培養目標的準確定位相結合，建立具有較強的工程實踐和創新特征的教育培養體系;把“卓越工程師培養計劃”的體系優勢轉化為基于工程實踐與創新的化工類專業培養優勢，通過國家特色專業平臺建設更加有效地提高化工高級人才培養的質量和效率。
(一)化學工程與工藝專業等化工類專業特色凝聚
化學工程與工藝專業等化工類專業的特色主要體現在三方面。一是復合的專業培養模式:堅持厚基礎、寬口徑、重實踐、強創新的理念，根據現代科學技術和社會經濟的發展要求，不斷拓展專業內涵，形成寬口徑辦學和培養復合型人才的有效模式。形成多模塊、復合化和卓工班相融合的專業培養體系和課程體系。二是卓越的人才素質特征:立足浙江、面向全國，通過知識、能力、素質的協調發展，培養的學生具有較強的專業實驗技能、工程實踐與創新能力和國際化視野，綜合素質高、工程能力強、能夠成為面向和引領未來的卓越工程師。三是完善的質量保障體系:通過公共基礎課、學科基礎課以及專業課程體系的設置、課程的講授、實驗實習等實踐環節安排、畢業設計綜合訓練、各種人文素質及科技講座、各種競賽等環節，構建培養學生工程實踐能力和創新創業能力的質量保障體系，保證學生的知識、能力和素質目標的實現。由此確立的化學工程與工藝專業人才培養目標為:培養立足浙江、面向全國，知識、能力、素質協調發展;具有國際化視野，具有創新意識和工程創新、創業能力;“下得去、用得上、干得好、上得來”的具有成長為高級化工科技和管理人才、企業家和知名學者的潛力。
(二)專業特色模塊和課程體系構建
浙江是資源小省、經濟大省，尤以民營經濟發達為主要特征，目前正大力發展臨江化工和精細化工，在這些領域有相當大的人才需求。而化學工程學科當前以過程工程和產品工程為導向，強調在多尺度的復雜大系統環境進行過程優化和研發綠色化學化工過程。據此，化學工程與工藝專業的模塊設置上應實現這兩方面的有效結合，除設置傳統的化學工程、化學工藝模塊外，還應設置適應浙江經濟特色和化學工程學科發展的一體化復合雙專業。自2010級始，根據教育部“卓越工程師培養計劃”試點要求，我們設置了化學工程與工藝專業“卓越工程師”試點班，重點落實“卓越工程師培養計劃”與培養體系優化的實踐探索。課程體系設置要服務于專業培養目標、滿足預期的畢業生能力要求。行業企業是畢業生的終端用戶，成立的校企合作委員會，吸納省內外化工龍頭企業或行業專業人士參與人才培養模式和方案的制訂;根據用人單位的反饋意見，完善課程體系。目前的培養計劃著力加強學科和專業基礎課程、確保專業核心課程，這類課程學分約占40%，并精煉專業模塊特色課程，保留2-3門特色課程，鼓勵模塊之間交叉選課，實現了寬口徑和個性化有機統一。上述舉措在夯實大學畢業生的工程基礎的同時也滿足了行業企業對大學生素質和能力的需求，極大增強了工程教育的內涵。
