کتاب محاسبات مهندسی شیمی
با Aspen Plus ,FEMLAB ,MATLAB ,EXCEL
مخاطبان: دانشجويان و فارغ‌التحصيلان مهندسي شیمی
۱۵۰.۰۰۰ تومان
مسائلی که حل آنها از دانشجویان مهندسی شیمی و مهندسان شیمی انتظار می‌رود و در پالایشگاه‌ها، پیل‌های سوختی، ریز راکتورها یا کارخانه‌های داروسازی کاربرد دارند، در حال پیچیده‌تر شدن می‌باشند. سال‌ها پیش، دانشجویان برنامه‌های خود را با زبان برنامه‌نویسی FORTRAN می‌نوشتند و سپس به زبانی مثل MATLAB رو آوردند. اما با توسعه ی رایانه‌های شخصی، نرم‌افزارهایی نوشته شد که بسیاری از مسائل را برای دانشجویان حل میکند ولی با این شرط که از برنامه به درستی استفاده گردد. بنابراین افراد کمی که علاقمند به نوشتن برنامه‌های خودشان بودند به دانشجویان کثیری بدل گردیدند که از برنامه‌ها استفاده می‌کنند، اما به نوشتن آنها مبادرت نمی‌ورزند. من در طول ۳۸ سال تدریس در دانشگاه واشنگتن به آن گروه از دانشجویان کم تعداد آموختم که چگونه از آنالیز عددی برای حل مسائل پیچیده استفاده کنند. در حال حاضر من به همهی دانشجویانم می‌آموزم که چگونه به درستی از رایانه استفاده کنند. فقط تعداد قلیلی از دانشجویانم علاقمند به آنالیز عددی هستند (متأسفانه!) اما همه ی دانشجویان آگاهند که باید قادر به حل مسائل سخت باشند و برای انجام آنها مجبور به استفاده از رایانه هستند.
اهداف این کتاب تبیین این موارد است:(الف) مسائلی که مهندسان شیمی باید حل کنند، (ب) نوع برنامه ی رایانه‌ای که برای حل آنها به کار می‌رود و (ج) چگونه مهندسان صحت حل مسائل را بررسی می‌کنند. این کار با توجه به این موضوع که یادگیری دانشجویان امروزی بر مبنای خواندن کم، آموختن درست به موقع و استفاده زیاد از رایانه می‌باشد صورت گرفته است. برنامه‌های شرح داده شده در این کتاب شامل Excel، MATLAB، Aspen Plus و FEMLAB می‌باشند. در طی نوشتن این کتاب، فرضم بر این بود که خوانندگان افراد مبتدی نیستند. دانشجویان مهندسی شیمی سال سوم و چهارم، تجربه ی کار با برنامه‌های صفحه گسترده مانند Excel را دارند و می‌توان این برنامه‌ها را در صورت وجود راهنمایی و بیان نکات کلیدی به راحتی در کنار رایانه فراگرفت. در حقیقت، خیلی از دانشجویان فهم بیشتری از رایانه نسبت به استادان خویش دارند، اما یک دانشجوی مبتدی مهندس شیمی ممکن است برنامه ی کاربردی را خیلی خوب نداند و به درک عمیقی از پدیده‌های فیزیکی که در پس یک مسأله نهفته است، نرسیده باشد. بنابراین باید توضیح داد که چرا دانشجویان باید برخی مسائل را حل کنند. من از تجربه ی خود برای روشن‌‌تر کردن مسائل این کتاب بهره گرفته‌ام.
فلسفه ی تدریس من بدین قرار است که مسائلی که امروزه مهندسان با آن روبرو هستند، معمولاً با روش‌های تحلیلی قابل حل نیستند، اما با استفاده از نرم‌افزارهای حرفه‌ای که امروزه در دسترسند می‌توان به حل آنها مبادرت ورزید. بنابراین هر مهندس مسأله‌ای را حل خواهد کرد که هیچ کس جواب آن را نمی‌داند و این وظیفه مهندس است که از بیان صحیح مسأله بر روی کاغذ و در رایانه و حل صحیح آن اطمینان حاصل کند. دانشجویان مهندسی باید با تعیین درستی کار انجام شده توسط رایانه چگونگی اطمینان از حل صحیح مسأله را بدانند. اگر آنها بتوانند این کار را انجام دهند، می‌توانند استاد و یا رئیس آینده خود را متقاعد کنند که جوابی در اختیار دارند که تقریباً مثل حل تحلیلی موثق است با اینکه به شکل تحلیلی نیست و جواب مسأله‌ای می‌باشد که به صورت تحلیلی قابل حل نخواهد بود.
این کتاب ثمرهی واحدی است که در دانشگاه واشنگتن ابتدا در زمستان ۲۰۰۳ ارائه نمودم. نظر خواهی دانشکده از دانشجویان روشن ساخت که آنان به کمک بیشتری در هنگام کار با رایانه برای حل تکالیف مهندسی شیمی نیازمندند. گرچه دانشجویان واحدی در ارتباط با علوم رایانه‌ای اخذ می‌کردند، اما معتقد بودند با دروس مهندسی آنها ارتباط ندارد. درسی اختیاری برای دانشجویان سال سوم ارائه کردم که آنها را با برنامه‌های رایانه‌ای که در تحصیل خود مورد استفاده قرار می‌دهند آشنا کند. نام این درس “مهارت‌های رایانه‌ای مهندسی شیمی” است و به همراه درس در کلاس، کار عملی در مرکز رایانه نیز مورد نیاز می‌باشد. هر سال نام‌نویسی بیشتر شد و در سال ۲۰۰۵ هفتاد درصد از دانشجویان سال سوم این درس را اخذ کردند.
روش تدریس بدین گونه بوده است که در کلاس به تشریح مسأله و تبیین حل آن با استفاده از برنامه‌های رایانه‌ای می‌پردازم و سپس به مرکز رایانه رفته و هر دو دانشجو با حضور افراد کمک کننده به حل همان مسأله تشریح شده می‌پردازند. در نهایت دانشجویان به تنهایی به حل مسأله‌ای سخت‌تر با استفاده از روش‌های مشابه مبادرت می‌ورزند که به عنوان نمرهی تکلیف خانه محسوب می‌گردد. همه تکالیف خانگی باید صحیح باشند، در غیر این صورت فقط یک بار اجازهی تصحیح وجود خواهد داشت. درس حاضر به صورت “نمره/ عدم نمره” تدریس می‌شود و نمره در صورت تکمیل صحیح هشتاد درصد تکالیف داده خواهد شد. فقط ده جلسه پنجاه دقیقه‌ای در کلاس و ده جلسه در مرکز رایانه در یک ترم ده هفته‌ای مورد نیاز می‌باشد. از آنجایی که مطالب موجود اغلب موضوعات مهندسی شیمی را در برمی‌گیرند، به شوخی در کلاس می‌گویم: “من همه ی رشته مهندسی شیمی را در بیست ساعت به شما درس می‌دهم.”
این کتاب را در دوره ی آموزشی طولانی‌تری نیز می‌توان تدریس کرد. پس از حل مسائل ساده توسط دانشجویان، به سادگی می‌توان مسائل را با دخیل کردن دروس دیگر و تغییراتی که مورد تأکید استاد می‌باشد پیچیده‌تر کرد. نمونه‌هایی از چنین مسائلی در انتهای هر فصل آمده، به گونه‌ای که مسائل ساده و نیز سخت در آنها گنجانده شده است. راه دیگری که برای استفاده از این کتاب وجود دارد، بدین ترتیب است که در دروس مختلف به کار گرفته شود. به عنوان مثال پس از تدریس تعادل واکنش شیمیایی در درس ترمودینامیک استادان می‌توانند با برگزاری یک جلسه در مرکز رایانه با به‌کارگیری فصل مربوط به تعادل واکنش شیمیایی در این کتاب به آموزش کاربردهای رایانه در این مورد بپردازند. سایر فصول را می‌توان در دروس دیگر بهکار گرفت. به این طریق دانشجویان از این کتاب در کل طول تحصیل استفاده خواهند کرد. امید است پس از آن دانشجویان قادر به تمرکز بیشتر بر اصول مهندسی شیمی و به‌کارگیری رایانه به عنوان یک ابزار باشند.
در این کتاب به ویژگی‌های چهار نرم‌افزار پرداخته شده است. ممکن است در دانشگاه شما همه این نرم‌افزار‌ها نصب نشده باشند. گرچه اشکال ظاهری ممکن است متفاوت باشند، اما معانی و طرق حل مشابه می‌باشند و مسلماً مسائل را با دیگر برنامه‌ها نیز می‌توان حل کرد. در محیط کار، مهندسان با آنچه شرکتشان مهیا نموده است کار می‌کنند، بنابراین به دلیل در دسترس بودن نرم‌افزار ضعیف‌تر مجبور به استفاده از آن می‌گردند. نرم‌افزارهای قوی‌تر معمولاً گران‌تر هستند، بدین دلیل در چند فصل یک مسأله با بیش از یک برنامه حل شده است تا دانشجویان درک کنند برنامه‌هایی که امکانات افزون‌تری ارائه می‌دهند نیاز به برنامه‌نویسی بیشتری برای حل مسائل پیچیده‌تر دارند. بر طبق تجربه من در صورت وجود برنامه‌هایی که ارتباط نزدیکی به هم داشته باشند، دانشجویان از برنامه‌ای استفاده می‌کنند که مسأله ی آنها را سریع‌تر حل میکند.
نرم‌افزارهای مهندسی شیمی هر روزه در حال رشد و توسعه می‌باشند. همگام شدن با این پیشرفت لازمه‌ی همراهی با جامعه‌ی جهانی و دور نماندن از رقابت تنگاتنگ علمی و فنی می‌باشد. این کتاب به محدودیت‌ها و برتری‌های چند نرم‌افزار در کاربرد آنها به عنوان ابزاری در مهندسی شیمی می‌پردازد و به عنوان مرجعی شناخته شده در حوزه‌ی به‌کارگیری رایانه در حل مسائل مهندسی شیمی به شمار می‌رود. علم بر مزایای این کتاب ما را بر آن داشت تا با ترجمه و چاپ آن به معرفی اثری پرارزش به جامعه علمی ایران بپردازیم. روشن است بیان مسائلی کاربردی و اشاره به نکات ارزنده باعث تبدیل این کتاب به مرجعی ارزشمند برای دانشجویان کارشناسی، کارشناسی ارشد و حتی دکتری گردد. از نظر مترجمان، این کتاب برای درک بهتر روابط مهندسی شیمی و نیز افزاینده‌ی کارایی فعالان این حوزه می‌باشد.
“رایانه” سبب ایجاد انقلابی در طراحی و تحلیل فرایندهای مهندسی شیمی، از جمله واحدهای بزرگ تولید پلی اتیلن یا ریزراکتورهای کوچک به منظور آشکارسازی عوامل زیستی، شده است. در حقیقت مسائل مهندسی که امروزه دانشجویان کارشناسی مطالعه می‌کنند، از نظر پیچیدگی همانند مسائلی است که ۳۰ یا ۴۰ سال پیش، دانشجویان مقطع دکتری با آن روبرو بودند. امروزه برنامه‌های رایانه‌ای مسائل سخت را در زمان بسیار کمی حل می‌کنند. در حال حاضر دیگر مجبور به نوشتن نرم‌افزارهای خود برای استفاده مؤثرتر از رایانه نیستید. برنامه‌های رایانه‌ای می‌توانند محاسبات عددی را برای شما انجام دهند، اما هنوز هم باید چگونگی به‌کارگیری این برنامه‌ها را در چالش‌های خاص در مهندسی بیاموزید و درک کنید. هدف این کتاب، کمک به شما برای تمرین بهتر مهندسی شیمی است. رایانه‌ها ابزاری ارزشمند هستند که پیشرو بودن و دست‌یابی به موارد دور از دسترس را در مهندسی شیمی ممکن می‌سازند. اما به این نکته باید توجه داشت که با رایانه‌ها نمی‌توان به سادگی کار با دستگاه پخش CD کار کرد. به این صورت که ابتدا CD را در دستگاه پخش‌کننده قرار داد و سپس با فشردن دکمه، صدا یا تصویر مطلوب بدون تغییر در هر زمان پخش شود. گاهی اوقات برنامه‌های رایانه‌ای با پارامترهایی که به آن داده شده، به طور مطلوب کار نمی‌کنند. بنابراین باید به درستی از آنها استفاده کرد.
این کتاب همچنین:
این کتاب چهار برنامهی رایانه‌ای Excel، MATLAB، Aspen Plus و FEMLAB را توضیح می‌دهد، بهطوریکه اگر از نرم‌افزارهای دیگر مهندسی استفاده کنید، اگر چه جزئیات مشابه نخواهد بود ولی مراحل و مسیر کلی یکسان است. به عنوان یک مهندس دارا بودن مهارت‌های رایانه‌ای کافی نیست، بلکه باید درک درستی از پدیده‌های فیزیکی داشته باشید. هر کدام از فصول این کتاب با یکی از کاربردهای مهندسی شیمی، با توضیح فیزیک مسأله و در قالب عبارات کلی و فیزیکی، شروع می‌شود. سپس آن عبارات در قالب ریاضی قرار گرفته تا بتوان با استفاده از رایانه آن را حل کرد. سپس مثال‌های متعددی از مسائل مشابه حل گردیده است. این راه‌حل‌ها با راهنمایی گام به گام بوده، به گونه‌ای که می‌توانید شخصاً به حل آن مبادرت ورزید. در مواردی هم یک مسأله با برنامه‌های مختلفی حل شده است که با این کار از نقاط قوت و ضعف برنامه‌های مختلف مطلع می‌گردید. در پایان مسأله‌های پیچیده‌تری آمده است که می‌توانند به عنوان تکلیف در نظر گرفته شوند. مثال‌های موجود در کتاب چگونگی بررسی مسأله و تحلیل نتایج حاصل از رایانه را نشان می‌دهد. وقتی از رایانه استفاده می‌گردد، مهم است که بدانیم جواب درستی به دست آمده یا خیر. اگر از خط مشی ذکر شده در زیر پیروی کنید، مشکلی نخواهید داشت. چون برای مسأله‌ای که از طریق تحلیلی حل نمی‌شود، نتایجی خواهید داشت که جزء به جزء آن همانند یک حل تحلیلی، منطقی و قابل اتکا است:
این کتاب شامل یازده فصل و شش ضمیمه است (جدول ۱-۱). هر فصل مربوط به یکی از بخش‌های مطرح در مهندسی شیمی، مانند شبیه‌سازی فرایند یا نفوذ همرفتی است. ضمیمه‌ها نیز جزئیات بیشتری دربارهی هر نرم‌افزار ارائه می‌دهند. به عنوان یک دانشجوی مهندسی شیمی امروزی، بسیاری از شما آشنا به رایانه هستید و در این کتاب فرض شده است که شما مقدماتی از برنامه‌های صفحه گسترده مثل Excel می‌دانید. فصول این کتاب شامل مثال‌ها و راهنمایی‌های گام به گام استفاده از نرم‌افزار برای حل مسائل مهندسی شیمی است. اگر لازم باشد، جزئیات بیشتری دربارهی نرم‌افزار‌ها در پیوست‌ها آمده است.
|
لطفا پیش از ارسال نظر، خلاصه قوانین زیر را مطالعه کنید: فارسی بنویسید و از کیبورد فارسی استفاده کنید. بهتر است از فضای خالی (Space) بیش‌از‌حدِ معمول، شکلک یا ایموجی استفاده نکنید و از کشیدن حروف یا کلمات با صفحه‌کلید بپرهیزید. نظرات خود را براساس تجربه و استفاده‌ی عملی و با دقت به نکات فنی ارسال کنید؛ بدون تعصب به محصول خاص، مزایا و معایب را بازگو کنید و بهتر است از ارسال نظرات چندکلمه‌‌ای خودداری کنید. بهتر است در نظرات خود از تمرکز روی عناصر متغیر مثل قیمت، پرهیز کنید. به کاربران و سایر اشخاص احترام بگذارید. پیام‌هایی که شامل محتوای توهین‌آمیز و کلمات نامناسب باشند، حذف می‌شوند.
برای ثبت پرسش، لازم است ابتدا وارد حساب کاربری خود شوید
به زودی از گوگل پلی و سیبچه
کلیه حقوق مادی و معنوی برای فروشگاه اینترنتی آکالند محفوظ می باشد و هرگونه کپی برداری شامل پیگرد قانونی می باشد.
نقد و بررسی‌ها0
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.