【原创】专业介绍:化学工程 Chemical Engineering

作者:Hale

校对:Summer

编辑:史辰

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1. 概论

 

Chemical Engineering,即化学工程,是属于众多工程学科的一个分支。Engineering是很多年来非常热门的一大块领域,因为工程总是和我们的生活的息息相关,实际应用非常广泛,而充满了乐趣。工程学科中,常见的还有计算机科学与工程(Computer Science,目前计算机常被认为是工科),机械工程(Mechanical Engineering),生物医学工程(Biomedical Engineering), 信息工程(Informatics Engineering,或其他一些写法的名字),电气工程(Electrical Engineering)等等。

 

正如同这些专业,化学工程也是一门典型的工程专业。工程专业的一个特点,就在于解决问题,Solve the Problem。因为工程的目的就是在制造或者改善,而其研究的核心便是解决遇到的问题。工程也有前沿的领域,也有创新和突破,但相比较理科的研究,工科的研究仍然更加偏重于应用和解决问题。

 

2. 化学工程简介

 

化学工程主要学习的内容,包括化工企业和工厂里面所涉及到的化学反应原理,热量、物质运作原理,器件的运作原理,化工反应的设计与模拟,以及一些相关的数学物理模型和方法等等。

 

其实,我们如果仔细看一下化工的本科所学习的内容,我们就能够知道化工到底在做什么。如果说工程是在解决问题,那么化学工程的课程和设置,就是在教会你如何设计化工反应并且解决在化工反应和工业设计里面所遇到的问题,包括如何最优化的得到最大回报,包括一些模拟这个体系的方法。

 

在普通的化学工程院系里面,基础的工程课程,包括高等数学、CAD、数理方法、固态物理、流体等等;而对于化学工程的专业课,主要包括物理化学、化工原理、化工热力学、反应工程、精细化工、化学工艺学、生物化工、环境工程、能源工程之类的课程。化工的课程并没有要求非常深入地掌握化学反应的原理,所以在四大化学(物理化学、无机化学、有机化学、分析化学)的学习上都会涉及,但并不会太占用时间,而主要会侧重在工程的设计、反应和优化上面。所以,这就是为什么说化工也是在解决问题,解决一个化工反应的工厂会遇到的各种问题。

 

对于研究生阶段的学习,不同学校的化工院系便会有自己家各自的特色和侧重方向,各个化工院系的强项也不同,所以学习的东西很可能千差万别。以工程和计算机著称的卡内基梅陇大学的Chemical Engineering便是侧重于计算、模拟和优化,研究如何在创造一个化工反应的体系的时候,可以达到产出/投入的最大比例,以获得最大的收益,这属于传统化工的一个非传统的应用,把化工和计算相结合的交叉方向。以传统化工著称的威斯康辛、明尼苏达等大学,研究生的Chemical Engineering则主要学习的是传统化工的三传一反(动量传递、热量传递和质量传递,反应工程)。再比如国内的化工强校天津大学,其最强的方向便是传统化工,主要研究的则是化工系统里用到的各式各样的塔。

 

听上去,化工好像就是在开工厂,但其实化工的学习过程中能学到的东西,很多工程学科学习的东西都是相通的,而且非常重视数理基础。化工所制造的物质涉及到了生活的每一个角落,所有触碰的使用的一切,都是跟化工息息相关的一切!如果按照人教版的教材上说,化学是人类进步的阶梯,那么化工,则是这个阶梯真正铺起来的每一块每一块的基石!

 

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