電腦輔助化學工程（二）

臺北科技大學 114-2 學期課程，課號 359302。

課程大綱

課程定位與適修對象： 本課程歡迎化工系大二至大四學生選修，作為加強核心科目理解與研究所考試複習的實用課程。課程也特別歡迎其他理工科系學生跨域選修，透過電腦模擬的方式，直觀理解化學工程中複雜而抽象的理論與系統概念。 本課程不需任何程式或理論先備知識，所涉及的內容皆會重新以淺顯易懂的方式重新講解。針對數位工具與程式不熟悉的學生，將提供ChatGPT 輔助教學與學習策略，引導學生克服學習障礙，發展數位素養與跨領域問題解決能力。 課程目標： (1) 以電腦模擬與生成式AI工具（ChatGPT） 為輔助，學習化學工程三大核心領域：熱力學、反應工程、單元操作（含熱整合）。 (2) 結合理論與實務，讓學生能透過程式撰寫、圖像化資料分析與模擬介面，直觀理解參數空間與模型本質。 (3) 使用 Aspen Plus 化工模擬軟體進行實際操作與應用模擬，涵蓋分離、反應、熱交換等程序模組。

課程進度

此課程設計部分保留彈性，會依學生組成與教學節奏調整： 上學期主題：分離程序（質傳、蒸餾、吸收） 上學期聚焦於分離程序的核心觀念，內容包含： (1) 質傳現象基本概念（mass transfer fundamentals） (2) 蒸餾的原理與操作理解 (3) 吸收塔之操作機制與設計直覺 (4) 以自撰程式進行簡化模型推導與可視化 使用 Aspen Plus 進行蒸餾與吸收單元之模擬、比較與敏感度分析 下學期主題：熱傳與熱整合（Heat Transfer & Heat Integration） 下學期聚焦於能量回收與熱整合設計，內容包含： (1) 熱傳三模式之核心概念與典型應用 (2) 熱交換器操作與基礎設計（LMTD、NTU 方法） (3) 熱整合的直覺概念與基本流程（如 pinch analysis 入門） (4) 以自寫程式進行熱交換行為、能量需求與整合可行性分析之可視化 (5) 使用 Aspen Plus 建立熱交換模組並執行簡易熱整合模擬 採用 LearnChemE 與 CACHE 的熱傳模擬教材，不追求完整涵蓋，而是按化工核心能力挑重點教授。

評量方式

(1) 平時練習與操作紀錄：60% 包含 Aspen Plus 模擬操作、ChatGPT 指令撰寫與模型驗證、參數圖像化等課堂指定任務。 (2) 期中模擬任務報告：20% 指定一項化工程序模擬，進行模型建構、結果分析與技術說明。 (3) 期末專題簡報與報告：20% 以小組或個人形式完成模擬應用專題，整合熱力學、反應工程與分離單元，進行簡報與成果展示。

教材

【遵守智慧財產權觀念，請使用正版教科書，不得使用非法影印教科書】 使用外文原文書：否 使用自編教材，主要採用以下兩個網站的資源： https://cache.org/ https://learncheme.com/