大型复杂成套装备建模与设计的发展趋势与关键技术研究

大型复杂成套装备是国家的战略产业,是许多重大工程建设的基础。大型复杂成套装备建模与设计基础理论与关键共性技术研究是提高我国成套装备及关键机组自主设计制造能力的关键。本研究以复杂空气分离成套装备为例,分析了复杂成套装备超大型与低能耗的发展趋势,凝练了复杂成套装备建模与设计需要解决的关键科学问题,阐述了大型成套装备中动力学非线性耦合建模技术、复杂工况多机组多变量关联设计技术、多机组同步稳定与寿命均衡设计技术、关键部机高强度大构件保质设计技术、大型成套装备性能实验仿真与集成等共性关键技术,最后给出了提升我国大型复杂成套装备设计基础理论与关键共性技术的解决方案。

复杂空气分离类成套装备超大型化与低能耗化的关键科学问题立项报告

针对我国大型钢铁、大型石化、大型火电等重大工程必需的复杂空气分离类成套装备超大型化与低能耗化的关键技术难题,探索解决"低能耗驱动的大尺度混合流复杂界面渐变形成规律""超大型化多机组多变量关联的变量(场)分离与耦合原理"与"高可靠性关键部机的寿命均衡设计与稳定运行理论"等基础科学问题。针对3个关键科学问题,设置了6个课题:大尺度混合流与非定常流动界面形成规律、大型装备中动力学非线性耦合机理、复杂工况多机组多变量关联设计理论、多机组同步稳定与寿命均衡设计原理、关键部机高强度大构件保质制造技术和超大型空分装备性能实验仿真与集成。通过该研究,阐明大型空气分离类成套装备大尺度混合流界面对气体传热传质的影响机理,揭示装备内部多相流体的非定常交变流动机理与能量迁移规律;阐明复杂工况大型装备动力学非线性耦合机理,建立跨机组多变量多参数关联的装备性能分析与工艺设计理论;揭示空分成套装备关键机组与关键部机高可靠性长寿命机理,提出关键机组与关键部机大型结构件的均衡寿命设计与保质制造方法;从而,为新一代空气分离类成套装备理论突破提供科学基础。