宁东技术市场科技成果推介（第40期）

中试阶段

通过外场强化等技术手段极大强化了化工设备传质传热效率，实现过程的高效、节能与小型化；同时，深度融合人工智能与数字孪生技术，构建了从单元设备到全流程的智慧多级系统，实现了生产过程的自主优化与智能决策，最终显著提升了化工生产的效率、安全性和柔性。

一、CFD数值仿真过程强化技术

在流动/换热实验研究基础上，采用自定义模块及模型二次开发方式，创建工业设备过程强化计算模型。基于计算流体动力学、高等传热学及反应动力学等基础理论，构建了适用于石油化工、航空航天等工业领域的先进计算模型，围绕过程强化目标开展数值仿真及优化设计工作；针对现有平面螺旋折流板换热器存在壳程短路现象，首次提出折面螺旋折流板结构，有效封堵壳程外三角漏流区，强化管束绕管自由旋，有效减薄换热管外边界层，实现高效传热强化。该技术已被中石油华东设计院及中油一建工程公司采用，且已编制成嵌入式设计模块。

图1 工业换热器过程强化研究

二、基于人工智能算法（AI）实现过程装备强化

首次提出结合组合元模型和第二代非支配排序遗传模型的过程强化智能算法，该方法可以将正交实验设计产生的计算点作为训练集，基于组合元模型，构建输入参数（结构、工况参数）和输出参数（流动传热和应力参数）之间的关系模型。在所构建的模型基础上，用第二代非支配排序遗传算法对工业设备开展基于多物理场的多目标强化。

图2 人工智能算法（AI）计算流程

三、基于过程场效应实现过程装备强化

耦合热-流-固-声多物理场，提升工业设备实际操作效能，实现过程装备强化与设备可靠性的平衡；通过构建大梯度过饱和蒸汽场，强化异相/同相凝并，促进微纳米颗粒物长大，实现工业颗粒污染物大规模低成本脱除；采用超声波加载流域，提出异质界面空化强化理论，实现粘稠介质换热器传热强化，将其协同水力空化实现渣油微滤强化；结合近结晶温度物料体系结晶过程特点，基于多频多点位超声空化协同效应，强化物料悬浮结晶过程。

图3 场效应强化理论

技术服务、投资合作等。

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聂闻文18795015785