化学反应工程范文第1篇

关键要：化学工程技术；发展动向；应对举措 

现代工业技术的发展促进了化学工程技术在工业生产的应用，随着我国工业企业规模的壮大，化学工程技术的应用领域也在逐渐拓宽。化学工程技术的运用，提高了工业企业的生产效率，减少了劳动力的工作强度。研究化学工程技术的发展与应用，是促进我国工业企业发展必经途径。

一、化学工程技术核心理念和技术优势

（一）化学工程技术核心理念化学工程技术的理论基础是化学元素和化学反应，化学反应物质的性质和催化条件功能是重要影响化学反应的因素。利用大型机械设备，满足发生化学反应的环境条件，主要用于大型的工业化生产企业，实现产品的批量成产。（二）化学工程技术优势化学工程技术具有以下三个非常明显的优势。第一，具备完善的理论基础。化学工程技术是建立在完善的化学理论基础上，化学反应理论、物质结构理论、电化学理论等都是化学工程技术的核心理论，并且理论基础是经过人类历史的验证，具有客观、规律性，是化学工程技术坚固的理论支撑。第二，能够提高生产效率。化学工程技术在大型机械生产中发挥着生产优势，生产企业引入了化学工程技术，优化了生产模式，联合装置生产和车间生产相结合，不仅压缩了生产成本还提高了成本的使用率。第三，避免资源浪费和保证持续性能源供应。化学工程技术利用特定物质的进行化学反应，达到资源的重复使用，提高资源的利用效率，并反应成其他物质。同时化学工程的应用可以促进能源的生产，达到了持续性的能源供应，对解决我国一直以来的能源危机有着积极作用。

二、化学工程技术的发展动向

（一）化学工程技术发展存在的不足

1、技术有待提高化学工程技术的发展依赖于国民经济发展水平。我国在建设现代化主义社会的大背景下，虽然经济发展水平上升到了另一个层次，对比过去有了极大的进步，然而相较于西方发达国家仍然处在劣势地位。化学工程技术的发展应用，需要满足化学反应的各种环境条件和物质资金条件，由于我国对该项工程的投入资金的不足和重视程度的不高，工程技术的应用水平还处在发展阶段，如何利用化学工程技术实现大规模的生产，如何高效率地实现化工产品的批量生产，仍是化学工程技术的重点研究课题。此外，我国化学工程技术的应用过程中还催生了环境污染、资源浪费等问题，这都是由于技术的应用欠缺高效性，化学技术的发展状态还停留在初中级阶段造成的。2、缺乏专业化人才我国化学工程技术的应用人才缺乏，这是制约化学工程技术发展的重要因素。虽然我国各大高校均设置了化学工程与工艺等专业学科，但由于教学思维的限制和课堂教学模式的约束，高校的化学技术的课程教学对人才的可塑性不强，培养的化学技术人才缺乏对化学技术的钻研精神，化学专业学生普遍存在着强理论弱实践的不足。此外，高校的投入资金有限，化学实验室的试验成本较高，人才的培养无法在充足的物质条件下，很难实现技术的教学运用和教学成果的发展。技术人才是技术发展的后备中坚力量，只有建立充足的技术人才资源库，化学工程技术人才能做到学以致用，进而提高我国化学工程技术的发展。

（二）化学工程技术发展的未来发展方向

1、化学工程与过程工程相结合化学工程发展趋向于向过程工程发展。过程工程的发展理念核心是系统发展和整体发展，研究的对象是一项具有复杂多样特点的、并受外界因素影响的动态过程。而化学工程的发展正符合过程工程的研究对象的范畴。因此，化学工程技术主要的发展趋势是向着过程工程的发展。第一，化学工程技术更倾向于研究简化问题的解决方案，根据中心问题提出多样化的解决思路并选择最优方案。第二，时间和空间的多维度化学反应理论。促进化学工程技术的应用领域，实现夸领域的发展。2、化学工程与材料工程相结合材料工程，顾名思义，工程的研究核心即是新兴材料，尤其是高分子化学材料，涉及到了各个领域，具有普适性。首先，化学工程技术与材料工程相结合，新兴高分子化学材料融入化学工程技术，改变了传统围绕化学设备为中心的模式，化学材料成为工程技术的研究核心，可以促进化学工程技术向更深入的理论研究，丰富工程技术的理论内涵，为化学工程的技术奠定更为夯实的理论基础，同时促进化学工程技术向实践性发展。此外，两者相互结合，促进学科之间的交叉融合，完善两者的相互联系和区别，促进两者工程在领域间的相互合作的关系。3、化学工程与信息工程相结合化学工程技术是一项实践性强的技术，人工实验是检验化学反应的最为直接的方式。未来的化学工程技术向着信息化、自动化发展。壮大化学工程技术的信息数据库，建立完善的化学信息系统，随时提供最新的化学工程数据。此外，计算机的辅助功能会更为显现，借助计算技术高速运转的计算功能，旨在提高化学元素和化学反应条件的分析能力，提高化学研究的准确性。

三、化学工程技术发展的应对举措

本文前部分已经分析了我国化学工程技术在发展过程中存在的问题，下面结合世界范围化学工程技术发展趋势，提出几点促进化学工程技术发展的应对举措，以促进化学工程技术沿着科学的轨道发展。（一）改造传统的化学工程技术1、绿色化学反应技术。传统的化学反应使用的是浓度较高、成分较复杂的化学物质，在生产过程中，很容易对环境造成严重污染。提倡绿色化学反应技术一方面是应用绿色环保、无污染的反应物质，创立环保健康的反应条件，降低对环境的污染，减少对人体的化学危害。另一方面是将不利于人体健康的剧毒反应物质或条件溶剂，加以优化和调整，并且寻求替代性的绿色环保溶剂进而使化学反应技术向着绿色、经济、节能、环保、康方的向发展。2、发展新的分离技术。分离技术是化学工程技术的重要组成部分，只要发生化学反应，都会使用分离技术对反应物质和产物进行分离和区别。加强对新分离技术的理论研究和实践检验，提高分离技术的实用性。3、发展超临界化学技术。超临界化学技术是基于绿色化学技术发展而发展的。在绿色化学的基础上，在超临界化学反应过程中，反应物质或介质条件使用的是超临界流体，当反应物靠近临界点时，化学反应的速度会相应变快，从而提高了化学反应的速率，高效率的化学反应运用在生物工程领域和工业生产领域具有极大的现实意义。（二）加强校企合作高等院校作为为社会输送高质量的储备人才的圣地，化学工程学科也为化学工程技术的发展贡献了强大的力量。由此，高校是化学工程技术人才的培养基地，加强高校和企业间的合作，丰富学生的理论基础的同时，促进学生的动手动力，使学生的技术理论赋予实践性和操作性。一方面，聘请化学工程技术企业的高级工程师到高校讲学，另一方面，选派优秀学生到企业进行跟班学习。（三）加强新能源的研究能源的供给是化学反应生产企业的必要条件，而寻找新能源是减少化学反应的环境污染和恶性影响的重要举措。化学工程是一项即生产能源又消耗能源的动态工程，在不断地补充能源的同时加强对新能源的研究，为化学工程技术的发展提供源动力。一方面，使用绿色环保替代性的化学反应能源燃料，促进化学工程技术在清洁能源的源动力下发展。另一方面，研究开发新能源，对化学反应的能源产物循环利用，让化学工程技术的发展与建立资源节约型社会理念相适应。四、结束语总而言之，鉴于化学工程技术地应用所具有的重要作用，上文在充分结合笔者对相关文献研究及自身工作经验基础上，重点围绕于化学工程技术的发展动向及应对举措谈一谈自己的看法，以供广大同行参考。

参文文献：

[1]方敏君.化学工程技术的发展动向及对策[J].化工管理，2016(30):70-71.

[2]马一鸣.我国化学工程技术的发展动向及对策[J].化工管理，2016(13):138.

[3]杨少锋.化学工程技术的发展动向及对策[J].工业，2016(8):35-35.

[4]于伟.探究目前化学工程技术的发展情况与优化措施[J].民营科技,2014(7):127-127.

化学反应工程范文第2篇

由于搅拌槽内的流场的流动具有复杂性，目前对搅拌槽等混合设备的设计和经验成分也采用理论计算的方式，在化工领域中，化工工业规模的反应器存在不均匀性等特点，不均匀性随规模扩大而加重，因此，对搅拌槽内部流场进行研究是非常有必要的。虽然许多化学家对化工领域中的搅拌机槽内的流场进行了分析研究，如Harvey等人采用二维模拟计算搅拌槽内流场的流体，但随着技术的不断改革与发展，计算流体力学的引进，改变了以二维模拟的计算方式，计算流体力学的方法不仅可以节约化工研究成本，采用实验手段不能获得的数据，计算流体力学方法也可以获得。Sun等人利用计算流体力学中的湍流模型计算了搅拌槽内的气液两相流动，并且对其进行了三维模拟，通过实验研究表明，计算流体力学的数值模拟能有效的计算搅拌器上部的气体部分，但是，CFD数值模拟也存在一定的缺陷，不能有效模拟搅拌器底部区域。计算流体力学CFD与多普勒激光测速仪LDV有效结合，可以对搅拌装置能更深入的研究，其主要原因是多普勒激光测速仪测量的数据可以准确验证计算流体力学CFD计算的结果，同时多普勒激光测速仪测定特定点的速度也可以作为计算流体力学计算的参考条件。

2.CFD在化学工程换热器中的应用分析

换热器是化学工程中使用最多的设备，通过计算流体力学的计算方式，不仅可以精确、详细的测量换热设备内流场的流动，也可以预测换热器的性能，经济可靠的换热器对化工工业具有重要作用。对于化工中的管壳式换热设备，其内部的几何形状设备结构复杂，利用计算流体力学模拟管壳式换热设备的壳侧流场，进而充分了解管壳式换热设备的壳侧在瞬间变化中的温度场、速度场，CFD的应用有利于分析研究换热器的基本原理和结构构造。

3.CFD在化学反应工程中的应用研究

化学反应工程范文第3篇

关键词：化学工程节能；绿色；工艺；促进

0引言

化工生产过程中会产生一些有毒有害物质，对环境造成严重危害，而解决这一问题正是绿色化学工程工艺的基本理念，虽然我国如今已经提出了这一设想，但是仍然需要对相关技术工艺进行优化和改进，才能达到最佳的降低有毒有害化学物质产生的目的。随着近些年来人们生活水平的提升，人们也逐渐意识到了环境保护的重要性，更加提倡绿色节能的生活理念，而绿色化学工程工艺正是贯彻这一理念的生产方式，可以通过在化工生产过程中采取有效化学手段，达到绿色生产目的。

1绿色化学工程工艺概述

绿色化学工程工艺又叫作环境无害化学，是一种利用化学反应来避免化工生产过程造成环境污染的学科。绿色化学工程工艺主要研究的内容就是利用化学原理、采取化学手段降低甚至完全去除化工产品设计、生产过程中产生的有毒有害物质，从而保障化工生产全过程的绿色环保性，降低化工生产对环境、对人们身体健康造成的伤害，正是因为可以让化工生产反应过程实现无害化，所以被称之为绿色化学工程工艺。在世界范围内应用绿色化学工程工艺后取得了比较理想的效果，主要体现在可以从根本上治理化工污染问题，避免了污染物的产生，而非在发生污染之后进行的净化处理措施[1]。通过绿色化学工程工艺实现的化工产品设计生产，可以实现材料和能源利用率的最大化，避免了对不可再生资源的浪费。

2绿色化学工程工艺的开发

2.1对绿色化工原料的使用

对绿色化工原料的合理使用是绿色化学工程工艺重要一环。在化学工程生产期间，需要使用大量化工原料，不仅对化工原料的质量有一定要求，对原料用量的控制也会对化学工程生产效果产生影响。传统化学工程生产过程中，使用到的材料多是不可再生能源，使用这类能源严重破坏自然环境，在生产过程中还会产生大量有毒有害的污染物质，给自然环境带来了极大负面影响。为了解决这一问题，必须减少对不可再生能源的使用，可以使用绿色化工原料加以替代，例如生产酮、醇等化学物质时[2]，可以选用秸秆进行生产，在此期间虽然会产生大量氢气且需要排放进入大气环境中，但是氢气并不会对自然环境造成严重危害，因此可以保障化工生产过程的绿色环保。

2.2对无毒害催化剂的使用

化工生产过程中需要使用催化剂来实现所需要的化学反应，而无毒害催化剂的使用正是绿色化学工程工艺的重要内容和特征。如今我国针对化工领域的催化剂使用有了严格要求，也制定了相关规定对催化剂的使用进行监督管理。从传统化工生产的角度来看，能否有效控制化学反应会对化工生产领域的发展产生重要影响，而催化剂在这一过程中虽然自身性状没有发生改变，但是其对于整个化学反应过程都起到了一定的促进作用，可以有效缩短反应时间，促使化工生产效率有所提升[3]，因此在化工生产过程中必须使用催化剂来保障化学反应效率，同时，为了贯彻落实化学工程节能环保理念，避免化学反应对生态环境造成破坏，必须选择绿色的无毒害催化剂。

2.3化学反应形式的恰当选择

在化工生产过程中，不同化学物质之间会产生一系列反应，这也是将化工原料转化为所需要物质的重要方式。因此，为了提升化工生产质量及效率，必须对化学反应形式进行恰当选择。但是，在化工生产过程中，化工原料种类、反应时间等因素均会其效率和质量产生影响，因此，必须对化学反应形式进行科学合理的选择，从根本上避免上述因素对化工生产效果造成影响。出现氧化反应的化工生产时间相对较长，而且根据该反应原理，发生反应过程中会产生大量热能，而这些热能会对化工原料造成影响，甚至会对整个化工生产质量造成影响。而同样是氧化反应，应用绿色化学工程工艺后，主要采取的是烃类氧化反应[4]，这种化学反应催化速度较快且不会对化工原料质量造成严重影响。

3绿色化学工程工艺开发的重要性

传统化学生产过程中未对有毒有害物质进行处理，而且开展治理过于滞后。除此之外，一些化工生产过程会针对一些可能发生的污染问题进行防范处理，这种情况下会节省一定污染物处理成本，但是存在污染物的处理不够完善的问题，仍然会对自然环境造成破坏。例如化工生产产生的烟尘，传统净化措施无法全面处理，仍然存在一氧化碳等气体转化为污染物。而采取绿色化工生产工艺处理，则可以在降低能源消耗的同时达到有效污染治理效果。在化工生产过程中，需要使用诸多试剂和催化剂完成化学反应，此时需要应用选择性较高的试剂，从而确保绿色化工生产工艺可以充分发挥出其作用。以石油化工领域为例，在进行相关产品的生产过程中，会由于化学物质的反应产生一些氢化物，这类化学生产过程所产生的反应物质会相对活跃，而其与其他物质相融合也会产生放热化学反应，这一过程相对不够稳定，容易产生一些污染物质[5]，此时需要使用专业的绿色化工生产技术，对污染物进行妥善处理，确保生产过程无公害，建设环境友好型社会。

4化学工程节能中绿色化学工程工艺的促进作用

4.1开发全新的绿化工艺技术

随着我国社会经济发展速度的提升，各种现代化科学技术都在各行各业中发挥了作用，为了使化工生产企业跟上时展脚步，必须从化工生产过程入手，通过开发和引进一些现代化绿化工艺技术，提升化工生产效率、质量和节能效果。

4.2建立绿色化工生产产业链

化工生产污染会对自然环境造成严重伤害，因此必须从源头处理污染问题，也就是控制化工生产污染源，通过建立完善的绿色化工生产产业链，可以实现对污染源头的有效控制，也能对污染问题的传播进行追踪。

4.3建设可持续发展循环经济

基于绿色化工工艺理念，建设可持续发展循环经济，可以进一步实现节能、减排和环保，促使绿色化工工艺在化工生产企业得到高度应用和发展。同时，在其他生产领域也能发挥出一定效果，推动资源节约型、环境友好型社会的建设，促进社会各行业共同发展和进步。

5化学工程节能中绿色化学工程工艺的应用

目前我国社会建设的主要理念是节能、环保，绿色化学工程工艺的应用对实现这一理念有着重要促进作用，化学工程节能中绿色化学工程工艺的高效应用可以体现出我国对于绿色低碳的重视程度，这也是世界范围内环境保护过程中格外关注的一个话题。我国在长时间发展中，存在很多只重视经济发展却忽略了环境保护重要性的问题，最终只能在污染问题发生后再进行治理[6]。面对这一系列问题，必须重视绿色化学工程工艺的选择，实现绿色节能的化学工程生产。化学工程节能中绿色化学工程工艺的应用主要体现在如下几方面。

5.1完善清洁生产管理技术的应用

基于清洁生产和绿色生态无污染标准，必须加强对脱硝技术的研究，从而实现通过清洁能源对化工生产过程的无害化处理，充分发挥出清洁生产管理技术的作用。在清洁化工生产过程中，必须加强对化工生产技术、化工生产范围等的研究，例如针对细胞工程、生物技术工程等，通过升温、高压处理，提升绿色催化技术水平，此外，通过分子化处理、相位转移处理等手段，可以提高超临界分析技术水平，根据化工生产技术的特征，实现对阻燃标准的确定，保障生产过程的绿色清洁和安全。

5.2生物需求化工生产技术的应用

根据生物需求技术理念的要求，需要对细胞、微生物等专业技术内容展开研究，明确这些理念后，根据化工生产相关规范，以生物化工生产代替传统生产过程。作为生物体内的有效催化元素，生物酶的应用效果十分理想，可以更加高效地完成化工生产中的催化过程，通过对化学仿生工艺以及膜化学技术的应用，可以实现对生物化工工艺应用范围的拓展，在化学工程中应用该技术可以对化学成品进行分析和研究，对生产标准进行确定，利用可再生能源完成化学反应，同时，绿色化工生产过程中使用到的催化剂也是以生物酶的形式存在，可以有效提升催化速度和效果，能够在避免污染发生的情况下完成生产工作，化工生产过程所产生的能源消耗也有所下降，是一种完全没有生产副作用的处理技术。

5.3清洁生产工艺技术的应用

以绿色生态技术作为应用标准，实现无污染的清洁化工生产，这种无毒害生产技术涉及到生物工程技术范围，在化工生产过程中发挥了极大的低碳环保作用，能够对污染物质使用风能等可再生资源进行清洁，对化工原料进行无公害化清洁处理，同时，通过高温压力处理可以在一定程度上提升催化效率，也取得了理想的化工生产效果，实现了对化工废气的脱硫处理，降低了化工生产废气对大气环境的影响，达到了环保节能生产的目的。近些年来，我国自然环境污染问题愈发严重，绿色化工清洁生产工艺技术的应用有效缓解了这一现象，有利于实现绿色节能化工生产。

6结语

总而言之，随着我国社会经济水平的提升，人们的生活水平和思想意识水平也有所提高，逐步意识到了环境问题和资源节约问题的重要性，本文对化学工程节能中绿色化学工程工艺的应用及促进作用进行了分析，以期可以为相关从业者提供一定参考。

参考文献：

[1]沈丹丹.化学工程节能中绿色化学工程工艺的促进作用[J].建筑发展,2019,003(002):95-96.

[2]孙龙.绿色化学工程与工艺对石化工业节能的促进作用[J].石化技术,2020,27(01):251,255.

[3]刘涛.论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用[J].化工管理,2020(06):57-58.

[4]任建锋,岑倪华.绿色化学工程工艺对化学工程节能的促进作用分析[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2020(03):180-181.

[5]王一达.化学工程节能中绿色化学工程工艺的作用[J].名城绘,2019(009):1.

化学反应工程范文第4篇

关键词：化学工程技术；化学生产；应用

化学生产过程中对于各类化学工程技术的应用是极为重要的一点，正是随着这些化学工程技术的不断创新和发展，才能够保障化学生产得到较好的进步，尤其是对于化学生产的效率以及多层次的要求来说，这种化学工程技术的应用更是具备着极强的应用价值，并且这也是今后化学生产发展的一个重要趋势。

1化学生产中化学工程技术的应用价值

化学工程技术也就是我们常说的化工技术，其在当前我国很多化学生产中都得到了广泛的应用，基于这种化学工程技术的应用来说，其主要就是指充分的运用各种化学元素的基本特点以及相对应的化学反应理论知识进行生产流程的构造，进而也就能够有效的提升最终的化学生产效率和价值，保障化学生产水平的不断提升。具体到这种化学工程技术的具体应用过程中来看，其应用价值还是极为突出的，这些价值主要表现在以下几点：

（1）技术理论完善可靠。

基于这种化学工程技术的应用来说，其最大的一个优势体现就是具备着一套完善的技术理论体系，这种技术理论方面的支撑也是最终化学工程技术能够发挥出最大价值和作用的关键所在。基于这种化学工程技术的应用理论来说，其主要就涉及到了各类化学物质的具体特点以及这些化学物质之间的相关反应，这些反应和特点的恰当运用也就形成了具体的化学工程技术手段，促使其在化学生产中发挥出应有的作用和价值；

（2）提升化学生产效率。

对于化学生产过程中相关化学工程技术的应用来说，其还能够较好的提升其最终的生产效率，这也是相关人员比较关心的一个重要问题所在，基于这种化学生产效率的提升来说，其主要就是指通过化学工程技术的升级和创新来不断的优化当前的化学生产模式和具体反映流程，进而也就能够有效的提升最终化学生产的效率和水平，这种生产效率的提升进而也就能够有效的促进化学生产企业以及整个行业的快速发展；

（3）丰富化学生产类型。

在当前化学生产过程中，人们对于化学生产产品的类型要求也越来越高，为了更好地丰富化学产品的类型，充分的借助于化学工程技术更是极为重要的一个方面，这种化学工程技术的应用也就能够从原理入手，针对各类化学反应进行深入的分析，从理论到实践生产进行演练，进而也就能够较好的丰富当前的化学生产工作，生产出更多的化学产品，满足人们日益增长的需求。

2化学工程技术在化学生产中的应用

2.1绿色化学工程技术的应用

结合当前我国化学工程技术在化学生产中的实际应用以及相关发展要求来说，绿色化学工程技术的应用是极为重要的一个方面，对于这种绿色化学工程技术的应用来说，其主要就是为了降低化学工程生产过程中对于外界环境的污染而进行优化完善，并且在此过程中还应该尽可能的避免化学生产过程中产生对于人体有害的成分。具体到这种绿色化学工程技术的应用中来说，其主要就是从化学生产过程中的各类化学原材料的选择以及化学反应的后果两个方面进行控制，在生产中尽量的选择一些不存在污染的绿色化学物质，尽量的降低各方面的污染和影响；而对于化学生产过程中产生的一些污染问题来说，则应该尽可能的采取相应的处理和绿化手段进行治理，如此也就能够有效的提升其最终的生产绿色化效果。此外，对于这种绿色化学工程技术的应用来说，其还能够在化学生产垃圾的回收利用方面进行优化，尽可能的提升化学生产的高效性，降低浪费现象的产生。

2.2新型分离技术的应用

对于化学生产过程来说，分离技术的应用是极为重要的一个方面，这种分离技术的应用主要就是将化学生产中需要进行分离提纯的一些物质进行处理，基于这一点来看，充分运用化学工程技术来丰富和优化相应的分离技术也就显得极为必要。新型分离技术的应用也就能够较好的优化当前现阶段的分离手段和应用效率，尤其是对于信息化技术的引入和应用来说，更是在较大程度上提升了化学生产的高效性。比如微波萃取技术、超声提取技术等都能够较好的运用信息技术手段来进行分离技术的优化和升级，这些技术的应用也确实在实际的化学生产过程中发挥出了较强的积极价值。

2.3超临界化学反应技术的应用

在化学生产过程中，恰当的运用超临界化学反应技术同样能够较好的提升其生产的水平，尤其是对于化学生产效率来说，更是具备着较强的积极作用。具体到这种超临界化学反应技术的应用过程中来说，其主要就是运用一些超临界流体作为介质或者是反应物进行化学生产，进而也就能够促使整个的化学生产过程中具备着较小的粘度，扩散系数得到提升，相对应的生产效率自然也就得到了较好的优化，值得进行推广运用。

3结语

综上所述，对于化学生产中化学工程技术的应用来说，其作用和价值是极为突出的，尤其是具体到绿色化学工程技术、新型分离技术以及超临界化学反应技术的应用中来看，其更是应该得到较为广泛的关注，不断提升其应用水平。

参考文献：

[1]张杨.浅谈化学工程技术在化学生产中的应用[J].科技创新与应用,2014,08:291.

[2]陈苗.浅述化学工程技术在化学生产中的应用[J].化工管理,2015,09:51.

[3]尹小社.浅谈化学工程技术在化学生产中的应用[J].化工管理,2015,11:183.

化学反应工程范文第5篇

关键词：计算流体力学；求解；基本原理；化学工程；应用

化学工程在我国具有较长的研究与应用历程，并在实际的生产与生活中取得到巨大的应用成效，不仅能够供给正常的生活需求，同时根据新材料的开发，能够满足现代型环保材料的使用。在化学工程中，较多的反映环境和反应机制都是在溶液中进行的，具有质量守恒和热量守恒定律的应用。而这种质量与能量的关系正是计算流体力学的主要原理。通过对实际应用环境和原理的分析，能够优化工程设计和工艺改进，提高化学工程的生产效率。

1计算流体力学在化学工程中的基本原理

计算流体力学简称CFD，是通过数值计算方法来求解化工中几何形状空间内的动量、热量、质量方程等流动主控方程，从而发现化工领域中各种流体的流动现象和规律，其主要以化学方程式中的动量守恒定律、能量守恒定律及质量守恒方程为基础。一般情况下，计算流体力学的数值计算方法主要包括数值差分法、数值有限元法及数值有限体积法，其也是一门多门学科交叉的科目，计算流体力学不仅要掌握流体力学的知识，也要掌握计算几何学和数值分析等学科知识，其涉及面广。针对计算流体力学的真实模拟，其主要目的是对流体流动进行预测，以获得流体流动的信息，从而有效控制化工领域中的流体流动。随着信息技术的发展，市场上也出现了计算流体力学软件，其具有对流场进行分析、计算、预测的功能，计算流体力学软件操作简单，界面直观形象，有利于化学工程师对流体进行准确的计算。

2计算流体力学砸你化学工程中的实际应用

2.1在搅拌中的应用分析

在搅拌的化学反应中，反映介质之间的流动性比较复杂，依据传统的计算形式根本无法解决，并在化学试剂在搅拌中存在不均匀扩散的特点，在湍流的形式中能量的分布状况也存在着空间特点。若是依据实验手段测得反映中物质、能量和质量的变化规律，其得出的结构往往存在较差时效性，实验骗差加大。通过对二维计算流体力学的应用，能够对搅拌中流体的形式进行模拟，并进行质量、能量等数据的验证。但是流体的变化，不仅与化学试剂的浓度、减半速度有关，还与时间、容器的形状等有着之间的联系，需要建立三维空间模拟形式进行计算流行力学。随着科学技术和研究水平的提高，在通过借助多普勒激光测速仪后，已经对三维计算形式有了较大的突破，这对于化工工程中原料的有效应用和工程成本的减低具有促进的作用，但是在三维计算流体力学中还存在一定的缺陷，需要在今后的研究中不断的完善。

2.2CFD在化学工程换热器中的应用分析

换热器是化学工程中主要的应用设备，通过管式等换热器、板式换热器、冷却塔和再沸器等的应用，能够有效的控制化学试剂在反应中的温度变化。其中根据换热器的形式不同，计算流体力学的方式也就不同。在管式换热器中主要是通过流体湍流速度的改变，增加换热速率的。在板式换热器中是通过加大流体的接触面积，提高换热效率的。而在冷却塔和再沸器中，热量交换的形式更为复杂，但是却群在重复性换热的特点，增加了换热的时间，提高了换热的效果。从总体上分析，计算流量力学中，需要对温度变化、流体的速度变化、热交换面积变化和时间变化进行分析。通过CFD计算流体力学的应用，能够计算出不同设备的热交换效果，并根据生产的实际需求进行换热器的选择使用。

2.3在精馏塔中的应用

CFD已成为研究精馏塔内气液两相流动和传质的重要工具,通过CFD模拟可获得塔内气液两相微观的流动状况。在板式塔板上的气液传质方面,Vi-tankar等应用低雷诺数的k-ε模型对鼓泡塔反应器的持液量和速度分布进行了模拟,在塔气相负荷、塔径、塔高和气液系统的参数大范围变化的情况下,模拟结果和现实的数据能够较好的吻合。Vivek等以欧拉-欧拉方法为基础,充分考虑了塔壁对塔内流体的影响,用CFD商用软件FLUENT模拟计算了矩形鼓泡塔内气液相的分散性能,以及气泡数量、大小和气相速度之间的关系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一种用塔内典型微型单元(REU)的流体力学性质来预测整塔的流体力学性质的方法,对每一个单元用FLUENT进行了模拟计算,发现塔内的主要能量损失来自于填料内的流体喷溅和流体与塔壁之间的碰撞,且用此方法预测了整塔的压降。Larachi等发现流体在REU的能量损失(包括流体在填料层与层之间碰撞、与填料壁的碰撞引起的能量损失等)以及流体返混现象是影响填料效率的主要因素,而它们都和填料的几何性质相关,因此用CFD模拟计算了单相流在几种形状不同的填料中流动产生的压降,为改进填料提供了理论依据。CFD模拟精馏塔内流体流动也存在一些不足,如CFD模拟规整填料塔内流体流动的结果与实验值还有一定的偏差。这是由于对于许多问题所应用的数学模型还不够精确,还需要加强流体力学的理论分析和实验研究。

2.4CFD在化学反应工程中的应用研究

在化学反应工程中，反应物和生成物的化学反应速率与反应器、温度和压力等有着较大的联系，在实际的反应中可以利用计算流体力学进行数据的获取。但是这数据的获取具有一定的温度限制，当反应中温度过大，就会造成分子的剧烈运动，其运动轨迹的变化规律就会异常，在利用计算流体力学的模型计算中，计算数据与实际情况会发生较大的偏差。由于高温中分子的运动轨迹和运动速度难以获取，在计算流体力学的实际计算中，就要借助FLUENT进行三维建型，并利用测速反应器进行速度的测量，通过综合的比较分析，利用限元法进行数据的计算。可以得出不同环境下的反应器的流线、反应器内部的浓度梯度及温度梯度。通过CFD软件预测反应器的速度、温度及压力场，可以更进一步理解化学反应工程中的聚合过程，详细、准确的数据可以优化化学反应中的操作参数。

结束语

计算流体力学对于化学工程的应用具有实际意义，并在经济效益的提高上具有重要的价值，在近几年，化学工程技术人员不断的计算流体力学中展开研究，以二维空间计算和模拟为基础，不断的完善三维空间的流量计算，并得出了一系列的流体流动规律。根据计算流体力学在化学工程中的广泛应用，在今后的化学工程发展中，应加强此类学科的教学与延伸，提供出更有效的反应设备和工艺操作。

参考文献

[1]余金伟,冯晓锋.计算流体力学发展综述[J].现代制造技术与装备,2013(06).