ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНИКА И ЕЕ РОЛЬ В НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНЖЕНЕРА-ХИМИКА

В настоящее время развитие современной науки напрямую зависит от сложности методов и средств научного исследования, которое невозможно без информационной техники. Научный эксперимент как разновидность научного анализа практически всегда сопровождается автоматизацией при обработке больших объемов информации, а информационная техника при этом является средством проверки различных гипотез и способствует обработке  неупорядоченных данных в логически выстроенные научно-теоретические положения.

Появление информационной техники напрямую влияет на научные исследования, в следствии чего, наступает качественно новый этап в развитии науки. Широко применяются математические методы для построения математических моделей в различных областях человеческой деятельности, в частности в химической технологии, при обработке результатов экспериментальных иccледований в реальном режиме времени, поиска оптимальных уcловий проведения химических технологических процессов.

Для аргументированного обоснования выбора методов термодинамических расчетов, расчета равновесия в системах «пар – жидкость», анализа связей между структурой химических соединений и их биологической активностью активно применяются экспертные системы. Компьютеры и информационные технологии становятся основной частью оборудования научно-исследовательских химических лабораторий. Они используются для проведения большого объема вычислений при химических расчетах, обработке результатов анализа, описания сложных химических реакций, расчета концентраций веществ. Вместе с тем, существуют задачи, не требующие большого объема вычислений, такие как отображение экспериментальных данных с их последующей обработкой и построения графиков и диаграмм.

Моделирующие программы химико-технологических процессов представляют собой универсальную программную оболочку, в которой реализуются основные режимы работы моделирующей программы. Например, «изображение процесса» – для графического представления технологической схемы производства (Рис.1);

Рисунок 1. Изображение процесса.

Для выполнения вычислений с применением алгоритмов решения задач компьютерного моделирования, реализованных в виде расчетных модулей – «Расчеты» (Рис.2).

Рисунок 2. «Расчеты» (HYSYS)

Для представления результатов выполненных расчетов в виде таблиц, графиков и диаграмм – «Диаграмма процесса» (Рис.3).

Рисунок 3. Графики процесса в ChemCAD.

В настоящее время, в век компьютерных и информационных технологий встает необходимость выполнения химических расчетов любой сложности.  Поэтому очень важно изучать программы, которые позволяют оптимизировать работу, экономить  время на выполнение элементарных операций и посвящать его тонкостям и деталям дисциплины. Например, изучив программу «Универсальный химический калькулятор», которая предоставляет различные возможности, связанные с химическими расчетами, можно: вычислить молярную массу вещества, выполнить расстановку коэффициентов в химических уравнениях, конвертировать массу, химическое количество, объем, работать по уравнению Менделеева – Клайперона, работать с растворами, с уравнениями реакции, определять вещества в избытке, решать уравнения и системы уравнений при наличии условия-соотношения. (Рис.4).

Рисунок 4. Внешний вид программы «Универсальный химический калькулятор»

Еще одна программа, необходимая инженеру-химику –  «Термодинамика 2.3». Она содержит обширную информацию, необходимую и достаточную для расчета химических и фазовых равновесий произвольных многокомпонентных смесей, а также их термодинамических и транспортных свойств (Рис.5).

Рисунок 5. Внешний вид программы «Термодинамика 2.3»

Изучение и работа в программе «Многофункциональная периодическая система PL Table» позволит максимально быстро получать полную информацию о каждом элементе (более 20 типов данных) и о всех известных изотопах в виде настраиваемых таблиц. Также эта программа отображает большое количество разнообразных представлений периодической системы химических элементов, имеет встроенный калькулятор для уравнивания самых сложных (в том числе органических) химических уравнений.  «Многофункциональная периодическая система PL Table» выполняет расчет молекулярного веса и количества реагентов и иллюстрирует последовательности активности металлов, а также является основным инструментом студентов и исследователей (Рис.6).

Рисунок 6. Внешний вид «Многофункциональной периодической системы PL Table»

Таким образом, современные информационные технологии открывают новые возможности решения ряда задач научно-исследовательской и экспериментальной деятельности.