項(xiàng)目名稱(chēng)：復(fù)雜空氣分離類(lèi)成套裝備超大型化與低能耗化的關(guān)鍵科

1、項(xiàng)目名稱(chēng)稱(chēng)：復(fù)雜空氣氣分離類(lèi)類(lèi)成套裝裝備超大大型化與與低能耗耗化的關(guān)關(guān)鍵科學(xué)學(xué)問(wèn)題首席科學(xué)學(xué)家：譚建榮 浙江大大學(xué)起止年限限：20111.1至至20115.88依托部門(mén)門(mén)：教育部 浙江江省科技技廳二、預(yù)期期目標(biāo)1 總體體目標(biāo)針對(duì)國(guó)家家重大工工程建設(shè)設(shè)與重要要工業(yè)生生產(chǎn)對(duì)復(fù)復(fù)雜空氣氣分離類(lèi)類(lèi)成套裝裝備的重重大戰(zhàn)略略需求，研究復(fù)復(fù)雜空氣氣分離類(lèi)類(lèi)成套裝裝備超大大型化與與低能耗耗化中的的關(guān)鍵科科學(xué)問(wèn)題題，揭示示低能耗耗驅(qū)動(dòng)大大尺度混混合流復(fù)復(fù)雜界面面形成規(guī)規(guī)律，構(gòu)構(gòu)建超大大型化復(fù)復(fù)雜空氣氣分離類(lèi)類(lèi)成套裝裝備的多場(chǎng)耦耦合與多變量量關(guān)聯(lián)設(shè)設(shè)計(jì)理論論，探明明高可靠靠性復(fù)雜雜空氣分分離類(lèi)成成套裝備備關(guān)鍵機(jī)機(jī)

2、組關(guān)鍵鍵部機(jī)長(zhǎng)壽壽命與穩(wěn)穩(wěn)定運(yùn)行行機(jī)理。在全過(guò)過(guò)程大尺尺度混合合流界面的的能量遷遷移分析析、多工工況多參參數(shù)多場(chǎng)場(chǎng)耦合設(shè)設(shè)計(jì)、多多機(jī)組多多部機(jī)壽壽命均衡衡設(shè)計(jì)與與保質(zhì)制制造等方方面取得得源頭創(chuàng)創(chuàng)新成果果，使我我國(guó)復(fù)雜雜空氣分分離類(lèi)成成套裝備備超大型型化與低低能耗化化研究達(dá)達(dá)到世界界先進(jìn)水水平。同同時(shí)，為為國(guó)家培培養(yǎng)一批批從事復(fù)復(fù)雜空氣氣分離類(lèi)類(lèi)成套裝裝備研究究、設(shè)計(jì)計(jì)與制造的的青年學(xué)學(xué)術(shù)帶頭頭人和研研究骨干干。2 五年年預(yù)期目目標(biāo)1）在理理論研究究方面：通過(guò)本項(xiàng)項(xiàng)目研究究，為88122萬(wàn)等級(jí)級(jí)復(fù)雜空空氣分離離類(lèi)成套套裝備設(shè)設(shè)計(jì)制造造的關(guān)鍵鍵技術(shù)創(chuàng)創(chuàng)新提供供理論與與方法支支撐：掌握臨界界和超臨臨

3、界狀態(tài)態(tài)空氣物物性參數(shù)數(shù)，揭示示空分成成套裝備備內(nèi)部多多相流體體的非定定常流動(dòng)動(dòng)演化機(jī)機(jī)理，探探索非平平衡狀態(tài)態(tài)下全過(guò)過(guò)程大尺尺度混合合流復(fù)雜界界面的漸變形成成規(guī)律；揭示壓縮縮機(jī)、膨膨脹機(jī)等等高速透透平轉(zhuǎn)子子系統(tǒng)在在多場(chǎng)耦耦合作用用下的非非線(xiàn)性振振動(dòng)特性性與系統(tǒng)統(tǒng)故障特特征的映映射關(guān)系系，建立立連續(xù)離離散混合合動(dòng)力學(xué)學(xué)系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)一表征征理論，揭示空空分成套套裝備機(jī)機(jī)電、汽汽液、流流固及熱熱固多場(chǎng)場(chǎng)耦合的的作用機(jī)機(jī)理與解解耦機(jī)制制。掌握超大大型空分分成套裝裝備多機(jī)機(jī)組參數(shù)數(shù)跨學(xué)科科關(guān)聯(lián)機(jī)機(jī)理，揭揭示機(jī)組組界面參參數(shù)的相相互作用用及其傳傳遞規(guī)律律，為空空分成套套裝備多多性能關(guān)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)計(jì)與工藝藝關(guān)聯(lián)設(shè)

4、設(shè)計(jì)提供供理論基基礎(chǔ)；揭示復(fù)雜雜工況下下超大型型空分成成套裝備備關(guān)鍵機(jī)機(jī)組高可可靠性長(zhǎng)長(zhǎng)壽命機(jī)機(jī)理；揭揭示關(guān)鍵鍵零部件件多尺度度高精度度保質(zhì)制制造機(jī)理理，闡明明零部件件質(zhì)量特特性與機(jī)機(jī)組、成成套裝備備性能的的映射規(guī)規(guī)律，為為超大型型空分成成套裝備備穩(wěn)定可可靠運(yùn)行行提供理理論與方方法基礎(chǔ)礎(chǔ)。2）在工工程應(yīng)用用技術(shù)方方面:在若干關(guān)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)上取得得創(chuàng)新和和突破，使我國(guó)國(guó)超大型型、低能能耗空氣氣分離類(lèi)類(lèi)成套裝裝備研發(fā)發(fā)水平躋躋身于世世界前列列，通過(guò)過(guò)成果轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化提高高超大型型、低能能耗空氣氣分離類(lèi)類(lèi)成套裝裝備的自自主設(shè)計(jì)計(jì)與制造造能力。實(shí)現(xiàn)812萬(wàn)萬(wàn)等級(jí)復(fù)雜雜空氣分分離類(lèi)成成套裝備備自主設(shè)設(shè)計(jì)，氧氧氣

5、純度度99.6% 以上，適應(yīng)115%變變負(fù)荷運(yùn)運(yùn)行，外外壓縮流流程單位位氧產(chǎn)量量電耗00.3665-00.388kWhh。混合合工質(zhì)的的摩爾組組分?jǐn)?shù)據(jù)據(jù)精確到到0.11ppmm，物性庫(kù)庫(kù)計(jì)算值值基本誤誤差在00.5%以?xún)?nèi)。建立空分分成套裝裝備關(guān)鍵鍵機(jī)組不同同結(jié)構(gòu)的的流場(chǎng)分分布模型型；突破破多軸齒齒式循環(huán)環(huán)增壓機(jī)機(jī)、高強(qiáng)強(qiáng)度特長(zhǎng)長(zhǎng)特寬板板翅式換換熱器等等核心機(jī)機(jī)組的關(guān)關(guān)鍵設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)，形成多軸軸齒式循循環(huán)增壓壓機(jī)、大型低低溫透平平膨脹機(jī)機(jī)與離心心增壓機(jī)機(jī)的熱力力性能、氣動(dòng)性性能描述述與動(dòng)態(tài)態(tài)仿真方方法，實(shí)實(shí)現(xiàn)高速速透平機(jī)機(jī)械能耗耗控制與與性能預(yù)預(yù)測(cè)；實(shí)現(xiàn)高可可靠性的的空氣分分離類(lèi)成成套裝備備關(guān)鍵零

6、零部件多多尺度高高精度保保質(zhì)加工工與質(zhì)量控控制技術(shù)術(shù)；創(chuàng)建建空分成成套裝備備核心零零部件多多源多工工序質(zhì)量量診斷、控制與與補(bǔ)償方方法體系系。構(gòu)建超大大型空分分成套裝裝備關(guān)鍵鍵機(jī)組性能能實(shí)驗(yàn)臺(tái)臺(tái)，為空空分成套套裝備關(guān)關(guān)鍵機(jī)組組性能分分析、狀狀態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)、故障障診斷與與穩(wěn)定運(yùn)運(yùn)行提供供實(shí)驗(yàn)依依據(jù)。在國(guó)內(nèi)外外重要刊刊物上發(fā)發(fā)表論文文3000篇以上上，其中SSCI/EI收收錄2000篇以以上；申申請(qǐng)發(fā)明明專(zhuān)利220330項(xiàng)；形成一一支具有有國(guó)際影影響的從從事空氣氣分離裝裝備理論論與技術(shù)術(shù)研究的的隊(duì)伍，培養(yǎng)一一批優(yōu)秀秀中青年年人才，包括站站在國(guó)際際前沿的的學(xué)術(shù)帶帶頭人112人人，博士士后、博博士和碩碩士生

7、1150人人。三、研究究方案1、學(xué)術(shù)術(shù)思路本項(xiàng)目的的學(xué)術(shù)思思想是針針對(duì)復(fù)雜雜空氣分分離類(lèi)成成套裝備備超大型型化、低低能耗化化的核心心技術(shù)，圍繞三三個(gè)關(guān)鍵鍵科學(xué)問(wèn)問(wèn)題，開(kāi)開(kāi)展六個(gè)個(gè)方面的的研究工工作，在在全過(guò)程程大尺度度混合流流界面的的能量遷遷移分析析、多工工況多學(xué)學(xué)科多參參數(shù)耦合合設(shè)計(jì)、多機(jī)組組壽命均均衡設(shè)計(jì)計(jì)與保質(zhì)質(zhì)制造等等方面取取得源頭頭創(chuàng)新成成果。工工作思路路如圖11所示。設(shè)計(jì)制造需求空氣分離成套裝備超大型化適應(yīng)節(jié)能減排需要的低耗化復(fù)雜工況極端使役條件下的高可靠性關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題低能耗驅(qū)動(dòng)的大尺度混合流復(fù)雜界面漸變形成規(guī)律高可靠性關(guān)鍵部機(jī)的壽命均衡設(shè)計(jì)與穩(wěn)定運(yùn)行理論超大型化多機(jī)組多變量關(guān)聯(lián)的

8、場(chǎng)分離與場(chǎng)耦合原理主要研究?jī)?nèi)容1. 大尺度混合流與非定常流動(dòng)界面形成規(guī)律2. 大型裝備中動(dòng)力學(xué)非線(xiàn)性耦合機(jī)理3. 復(fù)雜工況多機(jī)組多變量關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)理論4. 多機(jī)組同步穩(wěn)定與壽命均衡設(shè)計(jì)原理5. 關(guān)鍵部機(jī)高強(qiáng)度大構(gòu)件保質(zhì)制造技術(shù)6. 超大型空分裝備性能實(shí)驗(yàn)、仿真與集成機(jī)械、低溫、力學(xué)、信息、化工等領(lǐng)域綜合交叉圖1 項(xiàng)目整體學(xué)術(shù)思路源頭創(chuàng)新成果全過(guò)程大尺度混合流界面的能量遷移分析理論多工況多學(xué)科多參數(shù)耦合設(shè)計(jì)理論多機(jī)組壽命均衡設(shè)計(jì)與保質(zhì)制造技術(shù)空分裝備性能數(shù)字化仿真與綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)2、技術(shù)術(shù)途徑本項(xiàng)目的的技術(shù)途途徑是結(jié)結(jié)合制造造科學(xué)的的研究前前沿和復(fù)復(fù)雜空氣氣分離類(lèi)類(lèi)成套裝裝備的發(fā)發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)，從超超大型

9、空空分成套套裝備設(shè)設(shè)計(jì)制造造的關(guān)鍵鍵技術(shù)中中凝煉科科學(xué)問(wèn)題題，采取取理論研研究、規(guī)規(guī)律探索索與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)驗(yàn)證相相結(jié)合、前沿技技術(shù)研究究與工程程應(yīng)用示示范相結(jié)結(jié)合的方方式，集集中和融融合高等等學(xué)校和和裝備制制造企業(yè)業(yè)各自的的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展復(fù)復(fù)雜空分分成套裝裝備超大大型化與與低能耗耗化設(shè)計(jì)計(jì)制造的的關(guān)鍵科科學(xué)理論論和核心心設(shè)計(jì)制制造技術(shù)術(shù)研究，并將研研究成果果用于指指導(dǎo)工程程實(shí)踐。3、特色色與創(chuàng)新新1）項(xiàng)目目特色多學(xué)科綜綜合交叉叉：復(fù)雜雜空氣分分離類(lèi)成成套裝備備超大型型化、低低能耗化化與高可可靠性設(shè)設(shè)計(jì)制造造的關(guān)鍵鍵科學(xué)問(wèn)問(wèn)題涉及及學(xué)科廣廣泛，必必須用多多學(xué)科交交叉的研研究模式式加以解解決。通通過(guò)低溫溫、

10、力學(xué)學(xué)、化工工學(xué)科的的交叉，解決低低能耗驅(qū)驅(qū)動(dòng)的大大尺度混混合流復(fù)復(fù)雜界面面漸變形形成規(guī)律律與能量量遷移機(jī)機(jī)理；通通過(guò)機(jī)械械設(shè)計(jì)、信息學(xué)學(xué)科的交交叉，解解決超大大型化空空分成套套裝備非非線(xiàn)性動(dòng)動(dòng)力學(xué)耦耦合與多工況況多學(xué)科科多參數(shù)數(shù)關(guān)聯(lián)設(shè)設(shè)計(jì)問(wèn)題題；通過(guò)過(guò)機(jī)械制制造、低低溫、力力學(xué)學(xué)科科的交叉叉，解決決復(fù)雜空空氣分離離類(lèi)成套套裝備運(yùn)運(yùn)行穩(wěn)定定、關(guān)鍵鍵零部件件壽命均均衡及關(guān)關(guān)鍵機(jī)組組保質(zhì)制制造問(wèn)題題。原始創(chuàng)新新與集成成創(chuàng)新相相結(jié)合：在深低低溫混合合流多相相傳熱傳傳質(zhì)理論論、裝備備非線(xiàn)性性動(dòng)力學(xué)學(xué)場(chǎng)分離離與場(chǎng)耦耦合機(jī)理理、多變變量多參數(shù)跨尺尺度異域域關(guān)聯(lián)機(jī)機(jī)理、多多機(jī)組壽命命均衡與與保質(zhì)制制造技術(shù)術(shù)

11、等方面面形成原原創(chuàng)性成成果的基基礎(chǔ)上，通過(guò)多多學(xué)科多多系統(tǒng)技技術(shù)成果果融合匯匯聚，在在8122萬(wàn)等級(jí)級(jí)超大型型空分成成套裝備備設(shè)計(jì)制制造中實(shí)實(shí)現(xiàn)集成成創(chuàng)新，為形成成具有市市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)力的產(chǎn)產(chǎn)品提供供科學(xué)技技術(shù)支撐撐。基礎(chǔ)研究究與裝備備應(yīng)用相相結(jié)合：從復(fù)雜雜空氣分分離類(lèi)裝裝備超大大型化與與低能耗耗化自主主設(shè)計(jì)制制造中提提煉科學(xué)學(xué)問(wèn)題，解決超超大型、低能耗耗復(fù)雜空空分成套套裝備在在機(jī)理、設(shè)計(jì)、制造與與運(yùn)行中中的關(guān)鍵鍵技術(shù)問(wèn)問(wèn)題，在在國(guó)內(nèi)空空分裝備備制造的的龍頭企企業(yè)杭州州杭氧股股份有限限公司的的產(chǎn)品開(kāi)開(kāi)發(fā)中實(shí)現(xiàn)應(yīng)應(yīng)用驗(yàn)證證，保證證了基礎(chǔ)礎(chǔ)研究有有明確的的載體。2）項(xiàng)目目創(chuàng)新采用深深低溫多多相傳熱熱傳

12、質(zhì)理理論和多多相流動(dòng)動(dòng)交互作作用理論論研究超超大型、低能耗耗空分裝裝備空分分過(guò)程能能量流動(dòng)動(dòng)規(guī)律，建立以以Hellmhooltzz自由能能為狀態(tài)態(tài)參數(shù)基基準(zhǔn)，以以格魯尼尼森數(shù)為為準(zhǔn)則的的仿生進(jìn)進(jìn)化熱力力學(xué)優(yōu)化化方法，以重正正化群理理論約束束臨界區(qū)區(qū)熱物理理奇異性性為基礎(chǔ)礎(chǔ)的深低低溫空分分混合流流體狀態(tài)態(tài)方程與與新型混混合法則則。采用全三三元可控控渦理論論及非定定常流固固耦合理理論，研研究大型型離心壓壓縮機(jī)內(nèi)內(nèi)能量遷遷移規(guī)律律，揭示示葉輪內(nèi)內(nèi)流體狀狀態(tài)控制制與葉片片光滑可可加工性性之間的的關(guān)聯(lián)特特性,提提出低能能耗大壓壓比高可可靠性空空壓機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)制造造新方法法，突破破國(guó)外在在先進(jìn)空空壓機(jī)技技術(shù)方

13、面面的封鎖鎖。提出基基于數(shù)值值與幾何何相結(jié)合合的空分分成套裝裝備多機(jī)組關(guān)聯(lián)聯(lián)、多層層次分析析和多參參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)，揭示機(jī)機(jī)組界面面多變量量多參數(shù)數(shù)的關(guān)聯(lián)聯(lián)機(jī)理以以及機(jī)組組界面多多變量傳傳遞規(guī)律律，解決跨機(jī)機(jī)組的機(jī)機(jī)電/汽汽液/流流固/熱固多多場(chǎng)耦合與與多學(xué)科科關(guān)聯(lián)的的16000多個(gè)個(gè)主要設(shè)設(shè)計(jì)變量量、1220000多個(gè)設(shè)設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)的計(jì)算算與分析析難題。以質(zhì)量量-性能能均衡設(shè)設(shè)計(jì)原理理為基礎(chǔ)礎(chǔ)，揭示示超大流流量、高高強(qiáng)度、大尺度度關(guān)鍵機(jī)機(jī)組關(guān)鍵鍵部機(jī)的的可靠性性與壽命命預(yù)測(cè)機(jī)機(jī)理，闡闡明其服服役性能能退化機(jī)機(jī)理及質(zhì)質(zhì)量-性性能-壽壽命的演演化規(guī)律律，解決決關(guān)鍵機(jī)機(jī)組關(guān)鍵鍵部機(jī)高強(qiáng)強(qiáng)度大構(gòu)構(gòu)件保質(zhì)

14、質(zhì)制造難難題，建建立全壽壽命周期期的空分分成套裝裝備穩(wěn)定定運(yùn)行理理論體系系。4、可行行性分析析復(fù)雜空氣氣分離類(lèi)類(lèi)成套裝裝備是大大型鋼鐵鐵工程、大型乙乙烯工程程、大型型合成氨氨工程、大型甲甲醇工程程、大型型火電工工程等國(guó)國(guó)家重大大工程必必需的重重大技術(shù)術(shù)裝備。特別是是近年來(lái)來(lái)，大型型冶煉、大型石石化、大大型火電電等重要要行業(yè)的的集約化化發(fā)展，對(duì)空分分裝備提提出了超超大型化化、低能能耗化與與高可靠靠性的需需求，超超大型低低能耗空空氣分離離類(lèi)成套套裝備自自主設(shè)計(jì)計(jì)制造已已成為國(guó)國(guó)家重大大需求。一直以以來(lái)，項(xiàng)項(xiàng)目牽頭頭單位浙浙江大學(xué)學(xué)與項(xiàng)目目聯(lián)合申申報(bào)單位位國(guó)內(nèi)內(nèi)空分裝裝備制造造的龍頭頭企業(yè)杭杭州杭氧

15、氧股份有有限公司司開(kāi)展了了緊密合合作，共共同承擔(dān)擔(dān)了國(guó)家家8633計(jì)劃目目標(biāo)導(dǎo)向向課題，對(duì)復(fù)雜雜空氣分分離類(lèi)成成套裝備備的快速速響應(yīng)設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)進(jìn)行了了研究，同時(shí)，項(xiàng)目牽牽頭單位位浙江大大學(xué)還承承擔(dān)了國(guó)國(guó)家自然然科學(xué)基基金重點(diǎn)點(diǎn)項(xiàng)目，對(duì)大型型成套裝裝備制造造質(zhì)量控控制理論論進(jìn)行研研究。項(xiàng)目聯(lián)聯(lián)合申報(bào)報(bào)單位西西安交通通大學(xué)在在壓縮機(jī)機(jī)及膨脹脹機(jī)領(lǐng)域域開(kāi)展了了系統(tǒng)深深入的工工作，建建立了空空分系統(tǒng)統(tǒng)、低溫溫液氮系系統(tǒng)和低低溫透平平膨脹機(jī)機(jī)及低溫溫Willsonn點(diǎn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)臺(tái)，在在我國(guó)多多組分復(fù)復(fù)雜化工工介質(zhì)離離心壓縮縮機(jī)氣動(dòng)動(dòng)性能閉閉式試驗(yàn)驗(yàn)臺(tái)上積積累了大大量多組組份介質(zhì)質(zhì)透平壓壓縮機(jī)復(fù)復(fù)雜工況況內(nèi)

16、流機(jī)機(jī)理試驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)及及其模型型，將科科研成果果轉(zhuǎn)化成成具有世世界先進(jìn)進(jìn)水平的的一拖二二原料空空壓機(jī)與與多軸循循環(huán)增壓壓機(jī)聯(lián)合合機(jī)組以以及節(jié)能能型空分分單軸等等溫型原原料空壓壓機(jī)。項(xiàng)項(xiàng)目聯(lián)合合申報(bào)單單位東北北大學(xué)在在設(shè)備運(yùn)運(yùn)行穩(wěn)定定性和可可靠性設(shè)設(shè)計(jì)方法法、機(jī)械械系統(tǒng)非非線(xiàn)性動(dòng)動(dòng)力學(xué)、大型裝裝備安全全壽命設(shè)設(shè)計(jì)等方方面擁有有雄厚的的科研和和開(kāi)發(fā)能能力，可可進(jìn)行大大型壓縮縮機(jī)、發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)等等空分關(guān)關(guān)鍵配套套裝備的的研究與與設(shè)計(jì)。項(xiàng)目聯(lián)聯(lián)合申報(bào)報(bào)單位上上海交通通大學(xué)在在非線(xiàn)性性振動(dòng)與與控制、轉(zhuǎn)子動(dòng)動(dòng)力學(xué)和和故障診診斷等方方面進(jìn)行行了大量量的研究究，擁有有大型設(shè)設(shè)備轉(zhuǎn)子子系統(tǒng)110：11實(shí)驗(yàn)裝裝備、氣氣

17、流激振振轉(zhuǎn)子實(shí)實(shí)驗(yàn)裝備備和Beentlly轉(zhuǎn)子子實(shí)驗(yàn)系系統(tǒng)。項(xiàng)目聯(lián)聯(lián)合申報(bào)報(bào)單位華華中科技技大學(xué)在在復(fù)雜裝裝備多領(lǐng)領(lǐng)域物理理統(tǒng)一建建模等方方面開(kāi)展展了深入入的研究究，提出出了多領(lǐng)域域約束融融合理論論，研發(fā)了了多領(lǐng)域域物理建建模與仿仿真平臺(tái)臺(tái)原型MMworrks。項(xiàng)目聯(lián)聯(lián)合申報(bào)報(bào)單位大大連理工工大學(xué)在在大型工工業(yè)裝備備強(qiáng)度與與可靠性性分析方方面取得得了一批批重要的的研究成成果，積積累了雄雄厚的研研究基礎(chǔ)礎(chǔ)。項(xiàng)目聯(lián)聯(lián)合申報(bào)報(bào)單位中中國(guó)計(jì)量量學(xué)院在在空氣流流動(dòng)的數(shù)數(shù)值仿真真與測(cè)試試、多相相流體力力學(xué)、旋旋渦模擬擬與控制制等方面面取得了了一批重重要的研研究成果果。項(xiàng)目聯(lián)聯(lián)合申報(bào)報(bào)單位杭杭州杭氧氧股份有

18、有限公司司是亞洲洲最大的的空分裝裝備設(shè)計(jì)計(jì)制造企企業(yè)，是是我國(guó)重重大技術(shù)術(shù)裝備國(guó)國(guó)產(chǎn)化基基地，也也是我國(guó)國(guó)空分裝裝備行業(yè)業(yè)唯一一一家國(guó)家家級(jí)重點(diǎn)點(diǎn)新產(chǎn)品品開(kāi)發(fā)、制造基基地，擁?yè)碛袊?guó)家家級(jí)技術(shù)術(shù)中心。20008年112月寶寶鋼與杭杭氧股份份有限公公司等聯(lián)聯(lián)合設(shè)計(jì)計(jì)制造了了國(guó)內(nèi)第第一套最最高等級(jí)級(jí)6萬(wàn)等等級(jí)空分分裝備。上述項(xiàng)項(xiàng)目聯(lián)合合申報(bào)單單位的相相關(guān)科學(xué)學(xué)研究和和技術(shù)創(chuàng)創(chuàng)新工作作為開(kāi)展展復(fù)雜空空氣分離離類(lèi)成套套裝備超超大型化化與低能能耗化的的關(guān)鍵科科學(xué)問(wèn)題題研究奠奠定了良良好的理理論和技技術(shù)基礎(chǔ)礎(chǔ)。項(xiàng)目參與與單位浙浙江大學(xué)學(xué)、西安安交通大大學(xué)、東東北大學(xué)學(xué)、上海海交通大大學(xué)、華華中科技技大學(xué)、大

19、連理理工大學(xué)學(xué)、中國(guó)國(guó)計(jì)量學(xué)學(xué)院和杭杭州杭氧氧股份有有限公司司建立了了良好的的合作關(guān)關(guān)系，在在機(jī)械工工程、低低溫、力力學(xué)、化化工、信信息等相相關(guān)學(xué)科科具有雄雄厚的科科研基礎(chǔ)礎(chǔ)和實(shí)力力。各單單位已相相繼開(kāi)展展了大型型空分裝裝備系統(tǒng)統(tǒng)與相關(guān)關(guān)單元技技術(shù)的研研究與開(kāi)開(kāi)發(fā)工作作，具有有較高的的研究工工作起點(diǎn)點(diǎn)。項(xiàng)目目參與單單位建有有國(guó)家重重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室6個(gè)、國(guó)國(guó)家工程程研究中中心1個(gè)個(gè)與國(guó)家家重要裝裝備制造造基地11個(gè)，支支撐條件件好。研研究隊(duì)伍伍由2名名院士、1名長(zhǎng)江特特聘教授授、4名名國(guó)家杰杰出青年年科學(xué)基金金獲得者者以及一一批優(yōu)秀秀中青年年科研骨骨干組成成，為項(xiàng)項(xiàng)目的開(kāi)開(kāi)展提供供了必要要的人才才保

20、障。5、課題題設(shè)置圍繞3個(gè)個(gè)關(guān)鍵科科學(xué)問(wèn)題題，將項(xiàng)項(xiàng)目研究究?jī)?nèi)容分分為彼此此密切銜銜接的66個(gè)課題題?？茖W(xué)問(wèn)題題一從流流程、工工藝與能量遷遷移等基基礎(chǔ)理論論方面探探索復(fù)雜雜空氣分分離類(lèi)成成套裝備備的低能耗耗化問(wèn)題題，該部部分內(nèi)容容設(shè)置課課題1，主要研研究低溫溫混合工工質(zhì)熱物物理性質(zhì)質(zhì)和深低低溫多相相傳熱、傳質(zhì)與與流動(dòng)規(guī)規(guī)律，揭揭示旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)流道內(nèi)內(nèi)跨音速速相變瞬瞬態(tài)界面面的形成成過(guò)程，揭示空分分成套裝裝備及其其關(guān)鍵機(jī)機(jī)組內(nèi)部部汽液流動(dòng)動(dòng)過(guò)程能能量轉(zhuǎn)換換機(jī)理?？茖W(xué)問(wèn)題題二從非非線(xiàn)性動(dòng)動(dòng)力學(xué)耦耦合、多多機(jī)組多多參數(shù)關(guān)關(guān)聯(lián)等方方面探索索空分成成套裝備備多變量量多學(xué)科科場(chǎng)分離離與場(chǎng)耦耦合機(jī)理理，該部部分內(nèi)

21、容容設(shè)置課課題2和課題題3，主要要研究大大型裝備備中多因因素非線(xiàn)線(xiàn)性界面面環(huán)境的的動(dòng)力學(xué)學(xué)耦合作作用與多機(jī)組組多學(xué)科科多參數(shù)數(shù)的跨尺尺度關(guān)聯(lián)聯(lián)機(jī)理，解決超超大型空空分成套套裝備多多場(chǎng)耦合合與多參參數(shù)關(guān)聯(lián)聯(lián)設(shè)計(jì)問(wèn)問(wèn)題?？茖W(xué)問(wèn)題題三從關(guān)關(guān)鍵機(jī)組組失效機(jī)機(jī)理、均均衡壽命命、保質(zhì)質(zhì)制造等等方面探探索復(fù)雜雜空氣分分離類(lèi)成成套裝備備的高可靠性性與穩(wěn)定定性問(wèn)題題，該部部分內(nèi)容容設(shè)置課課題4-課題6，主要要研究復(fù)復(fù)雜空氣氣分離類(lèi)類(lèi)成套裝裝備關(guān)鍵鍵機(jī)組可可靠性與與壽命預(yù)預(yù)測(cè)機(jī)理理，成套裝裝備多機(jī)組壽壽命均衡衡設(shè)計(jì)理理論，以以及大流流量高速速轉(zhuǎn)子、高強(qiáng)度度特長(zhǎng)特特寬高壓壓板翅換換熱器、超薄葉葉輪葉片片等的制制造難

22、題題，構(gòu)建超大大型空分分成套裝裝備系統(tǒng)統(tǒng)性能集集成仿真真與關(guān)鍵鍵機(jī)組實(shí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)臺(tái)，驗(yàn)證證理論與與方法的的正確性性和有效效性。課題1：大尺度度混合流流與非定定常流動(dòng)動(dòng)界面形形成規(guī)律律研究目標(biāo)標(biāo)：以低溫混混合工質(zhì)質(zhì)熱物性性精確預(yù)預(yù)測(cè)為基基礎(chǔ)，重重構(gòu)具有有高熱力力學(xué)完善善度和基基于亥姆姆霍茲能能統(tǒng)一形形式的基基本型狀狀態(tài)方程程，建立立新型流流體混合合法則，解決空空分低溫溫流體多多元多相相混合物物性計(jì)算算和相平平衡界定定問(wèn)題。研究高高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)流道內(nèi)內(nèi)低溫工工質(zhì)跨音音速相變變瞬態(tài)界界面的形形成過(guò)程程，獲取空空分成套套裝備及及其配套套機(jī)組內(nèi)部部氣體流流動(dòng)過(guò)程程能量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機(jī)理理，掌握握尺度效效應(yīng)、三三元流動(dòng)

23、動(dòng)和實(shí)際際氣體特特性對(duì)高高速透平平空壓機(jī)機(jī)、增壓壓機(jī)及透透平膨脹脹機(jī)能耗耗的影響響規(guī)律，為大流量量、高壓壓比空分分成套裝裝備的能能耗指標(biāo)標(biāo)達(dá)到國(guó)國(guó)際先進(jìn)進(jìn)水平提提供理論論依據(jù)。研究?jī)?nèi)容容：1）多物物性低溫溫流體混混合法則則與基本本型狀態(tài)態(tài)方程重重構(gòu)研究深低低溫流體體高精度度、寬范圍圍熱物理理性質(zhì)，包括空空分物料料和產(chǎn)品品中氧、氮、氬三種主主要成分分與稀有氣氣體等微微量成分分的純質(zhì)及及多組分分混合流流體的熱熱物理性性質(zhì)。重重構(gòu)具有有高熱力力學(xué)完善善度和基基于亥姆姆霍茲能能統(tǒng)一形形式的基基本型狀狀態(tài)方程程。建立立新型流流體混合合法則，解決空空分低溫溫流體多多元多相相混合物物性計(jì)算算和相平平衡界定定

24、問(wèn)題，應(yīng)用重重正化群群理論解解決臨界界區(qū)熱物物性計(jì)算算精度難難題，完善善各組分分超臨界界與亞臨臨界區(qū)的的熱物性性理論和和基礎(chǔ)數(shù)數(shù)據(jù)群。2）跨臨臨界瞬態(tài)態(tài)界面形形成機(jī)理理基于不可可逆過(guò)程程熱力學(xué)學(xué)和非平平衡熱力力學(xué)理論論，以汽/液界面面為主要要研究對(duì)對(duì)象，研研究界面面的結(jié)構(gòu)構(gòu)、性能能與轉(zhuǎn)換換機(jī)理和和介觀結(jié)結(jié)構(gòu)體系系，探索索非平衡衡界面的的形成機(jī)機(jī)理，并并注重跨跨臨界區(qū)區(qū)膨脹起起始狀態(tài)態(tài)點(diǎn)和非非穩(wěn)態(tài)過(guò)過(guò)程與界界面生成成的關(guān)聯(lián)聯(lián)，特別別是多組組分低溫溫工質(zhì)高高速非穩(wěn)穩(wěn)態(tài)汽液液相變與與瞬態(tài)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化的動(dòng)動(dòng)態(tài)規(guī)律律。揭示示全液體體膨脹機(jī)機(jī)與低溫溫液體泵泵中液相相連續(xù)、氣相離離散的典典型兩相相流型特特性、汽汽

25、蝕過(guò)程程氣-液液-固界界面特性性和相互互作用機(jī)機(jī)理及其其對(duì)機(jī)組組性能的的影響。3）大流流量吸附附解吸過(guò)過(guò)程傳質(zhì)質(zhì)特性與與流場(chǎng)均均布機(jī)理理研究多層層徑向分分子篩填填充床的的結(jié)構(gòu)參參數(shù)對(duì)吸吸附效果果的影響響及其機(jī)機(jī)理，結(jié)結(jié)合分子子篩床層層結(jié)構(gòu)特特點(diǎn)探明明二氧化化碳等氣氣體成分分超標(biāo)機(jī)機(jī)理。建建立典型型工況下下的分子子篩活化化能耗模模型，揭揭示其吸吸附動(dòng)力力學(xué)與填填充床設(shè)設(shè)計(jì)制造造的映射射關(guān)系，闡明分分子篩加加溫再生生受阻的的原因并并建立相相應(yīng)預(yù)防防與控制制機(jī)制。建立臥臥式和立立式徑向向流分子子篩中的的氣流均均布和床床層流程程分析理理論，獲獲得高效效吸附劑劑及其填填充孔徑徑和裝填填方法，構(gòu)建大大型分

26、子子篩工作作效能、活性再再生的基基礎(chǔ)理論論。4）高壓壓流體大大溫區(qū)非非定常傳傳熱強(qiáng)化化方法內(nèi)部非定定常流場(chǎng)場(chǎng)及溫度度分布不不均、縱縱向傳熱熱是板翅翅式換熱熱器性能能下降的的主要因因素。研研究換熱熱器內(nèi)部部高壓流流體兩相相流動(dòng)、傳熱特特性及其其強(qiáng)化機(jī)機(jī)理，優(yōu)優(yōu)化翅片片、流道道及換熱熱器入口口幾何結(jié)結(jié)構(gòu)，改改進(jìn)導(dǎo)流流性能，獲得換換熱器內(nèi)內(nèi)部?jī)上嘞嗔黧w均均勻分配配方法，實(shí)現(xiàn)高高效換熱熱強(qiáng)化。建立板板翅式換換熱器精精確換熱熱性能預(yù)預(yù)測(cè)理論論及方法法。提高高板翅式式換熱器器承壓能能力，突突破設(shè)計(jì)計(jì)制造上上的高壓壓限制瓶瓶頸。5）高速速旋轉(zhuǎn)流流道內(nèi)跨跨音速流流動(dòng)機(jī)理理與能耗耗主動(dòng)控控制研究高速速透平機(jī)機(jī)械

27、中尺尺度效應(yīng)應(yīng)、三元元流動(dòng)、喘振和和葉型選選擇對(duì)機(jī)機(jī)組能耗耗的影響響機(jī)制，實(shí)現(xiàn)大大型低溫溫透平膨膨脹機(jī)及及增壓機(jī)機(jī)穩(wěn)態(tài)與與非穩(wěn)態(tài)態(tài)能耗預(yù)預(yù)測(cè)，包包括：葉葉尖間隙隙流動(dòng)與與葉道主主流的相相互作用用機(jī)制以以及流道道形狀效效應(yīng)和表表面粗糙糙度對(duì)氣氣動(dòng)性能能的影響響，特定定緊湊空空間透平平機(jī)械通通流部分分跨音速速條件下下葉輪與與噴嘴/擴(kuò)壓器器的非定定常相互互作用，喘振的的機(jī)理及及其控制制。揭示示高速旋旋轉(zhuǎn)流道道內(nèi)工質(zhì)質(zhì)跨音速速流動(dòng)機(jī)機(jī)理，建建立耦合合氣體動(dòng)動(dòng)力學(xué)性性能評(píng)估估模型。基于全全三元可可控渦理理論和能能量層級(jí)級(jí)控制理理論，提提出具有有能耗主主動(dòng)控制制的多軸軸多轉(zhuǎn)速速多葉輪輪設(shè)計(jì)理理論和方方法。

28、經(jīng)費(fèi)比例例：17%承擔(dān)單位位：浙江江大學(xué)、中國(guó)計(jì)計(jì)量學(xué)院院課題2：大型裝裝備中動(dòng)動(dòng)力學(xué)非非線(xiàn)性耦耦合機(jī)理理研究目標(biāo)標(biāo)：針對(duì)復(fù)雜雜空氣分分離類(lèi)成成套裝備備中連續(xù)續(xù)、離散散混合的的非線(xiàn)性性、強(qiáng)耦耦合動(dòng)力力學(xué)問(wèn)題題，研究究連續(xù)離離散混合合系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)一表征征理論及及方法；揭示大型型裝備中中多因素素非線(xiàn)性性界面環(huán)環(huán)境的動(dòng)動(dòng)力學(xué)耦耦合作用用機(jī)理；建立多多場(chǎng)耦合合環(huán)境下下空分設(shè)設(shè)備中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)統(tǒng)的非線(xiàn)線(xiàn)性動(dòng)力力學(xué)模型型，確定定轉(zhuǎn)子系系統(tǒng)在非對(duì)稱(chēng)稱(chēng)、非穩(wěn)穩(wěn)定外場(chǎng)場(chǎng)作用下下的非線(xiàn)線(xiàn)性振動(dòng)動(dòng)特性；提出轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)統(tǒng)非線(xiàn)性性振動(dòng)主主/被動(dòng)動(dòng)控制方方法；實(shí)現(xiàn)基于于多領(lǐng)域域物理統(tǒng)統(tǒng)一表達(dá)達(dá)方法的的復(fù)雜動(dòng)動(dòng)力學(xué)系系統(tǒng)解耦耦機(jī)

29、制及及求解方方法。研究?jī)?nèi)容容：1）多領(lǐng)領(lǐng)域連續(xù)續(xù)離散動(dòng)動(dòng)力學(xué)系系統(tǒng)的統(tǒng)統(tǒng)一表征征原理結(jié)合預(yù)冷冷、凈化、冷卻、精餾等工藝流流程，研研究空分分成套裝裝備及其其多機(jī)組組系統(tǒng)多多領(lǐng)域耦耦合作用用特性，認(rèn)識(shí)空分分成套裝裝備狀態(tài)態(tài)過(guò)程非非線(xiàn)性、連續(xù)離離散混合合的本質(zhì)質(zhì)規(guī)律，揭示系系統(tǒng)狀態(tài)態(tài)時(shí)變響響應(yīng)特性性及狀態(tài)態(tài)傳遞關(guān)關(guān)系；研研究多領(lǐng)領(lǐng)域連續(xù)續(xù)離散動(dòng)動(dòng)力學(xué)系系統(tǒng)行為為的統(tǒng)一一表征原原理，提提出空分分成套裝裝備多機(jī)組系統(tǒng)統(tǒng)狀態(tài)模模型的形形式化表表達(dá)方法法，構(gòu)建建模型可可重用、系統(tǒng)可可重構(gòu)的的空分成成套裝備備層次遞遞階建模模理論體體系。2）非線(xiàn)線(xiàn)性界面面環(huán)境下下轉(zhuǎn)子系系統(tǒng)的非非線(xiàn)性動(dòng)動(dòng)力學(xué)規(guī)規(guī)律研究非線(xiàn)線(xiàn)性壓

30、力力邊界以以及耦聯(lián)聯(lián)載荷對(duì)對(duì)透平壓壓縮機(jī)、透平膨膨脹機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)統(tǒng)的非線(xiàn)線(xiàn)性作用用和轉(zhuǎn)子子系統(tǒng)的的非線(xiàn)性性動(dòng)力學(xué)學(xué)耦合作作用規(guī)律律。研究流場(chǎng)場(chǎng)、溫度度場(chǎng)、耦耦聯(lián)載荷荷作用下下多非線(xiàn)線(xiàn)性界面面耦合環(huán)環(huán)境中轉(zhuǎn)子系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)力學(xué)特特性，研研究非對(duì)對(duì)稱(chēng)、非非穩(wěn)定外外場(chǎng)作用用下轉(zhuǎn)子子系統(tǒng)非非線(xiàn)性振振動(dòng)特性性，研究究由轉(zhuǎn)子子橫截面面溫度不不對(duì)稱(chēng)及及溫度場(chǎng)場(chǎng)不穩(wěn)定定引起的的轉(zhuǎn)子系系統(tǒng)非線(xiàn)線(xiàn)性振動(dòng)動(dòng)特征。3）旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)統(tǒng)故障非線(xiàn)線(xiàn)性振動(dòng)動(dòng)特性與與抑制研究多場(chǎng)場(chǎng)耦合作作用下轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)統(tǒng)在升、降速通通過(guò)一、二階臨臨界轉(zhuǎn)速速過(guò)程和和在二階階臨界轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速以上上運(yùn)行時(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子系系統(tǒng)多種種單一故故障及耦耦合故障障引

31、起的的非線(xiàn)性性響應(yīng)特特性，分分析諸如如轉(zhuǎn)軸彎彎曲、基基礎(chǔ)松動(dòng)動(dòng)、裂紋紋、碰摩摩及其耦耦合故障障發(fā)生的的機(jī)理和和演化規(guī)規(guī)律。研研究抑制制轉(zhuǎn)子系系統(tǒng)非線(xiàn)線(xiàn)性振動(dòng)動(dòng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)參數(shù)和和載荷參參數(shù)優(yōu)化化，利用用已有的的電/磁磁流變阻阻尼器技技術(shù)、擠擠壓油膜膜阻尼器器技術(shù)和和可變支支承剛度度技術(shù)研研究轉(zhuǎn)子子系統(tǒng)非非線(xiàn)性振振動(dòng)的主主/被動(dòng)動(dòng)控制方方法。4）跨機(jī)機(jī)組時(shí)變變非線(xiàn)性性動(dòng)力學(xué)學(xué)耦合系統(tǒng)統(tǒng)的解耦耦機(jī)制針對(duì)空分分成套裝裝備多輸輸入、多多輸出及及時(shí)變非非線(xiàn)性特特征，研研究空分分成套裝裝備及其其多機(jī)組組系統(tǒng)多場(chǎng)場(chǎng)耦合作作用的內(nèi)內(nèi)聯(lián)要素素及約束束機(jī)制，分析時(shí)時(shí)變非線(xiàn)線(xiàn)性、連連續(xù)離散散混合系系統(tǒng)狀態(tài)態(tài)方程的的數(shù)理

32、特特性；研研究剛性性微分方方程解析析機(jī)制，提出大大規(guī)模非非線(xiàn)性微微分代數(shù)數(shù)方程的的自適應(yīng)應(yīng)歸約及及解耦策策略，建建立復(fù)雜雜多領(lǐng)域域連續(xù)離離散混合合微分代代數(shù)系統(tǒng)統(tǒng)的分治治解算方方法。經(jīng)費(fèi)比例例：17%承擔(dān)單位位：上海海交通大大學(xué)、華華中科技技大學(xué)課題3：復(fù)雜工工況多機(jī)機(jī)組多變變量關(guān)聯(lián)聯(lián)設(shè)計(jì)理理論研究目標(biāo)標(biāo)：針對(duì)超大大型化設(shè)設(shè)計(jì)中需需要解決決不同機(jī)組組間存在在的機(jī)/電/液液/控/低溫多多學(xué)科關(guān)關(guān)聯(lián)的16000多個(gè)個(gè)主要設(shè)設(shè)計(jì)變量量、1220000多個(gè)設(shè)設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)與分析析問(wèn)題，研究多多機(jī)組多多學(xué)科多多參數(shù)關(guān)關(guān)聯(lián)機(jī)理理，揭示示機(jī)組界界面參數(shù)數(shù)的相互互作用及及其傳遞遞規(guī)律，形成空空分成套套裝備

33、多多性能關(guān)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)計(jì)與工藝藝流程關(guān)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)空分分成套裝裝備關(guān)鍵鍵機(jī)組參數(shù)數(shù)的優(yōu)化化匹配及及空分成成套裝備備工藝流流程的仿仿真優(yōu)化化，為提高高空分成成套裝備備設(shè)計(jì)質(zhì)質(zhì)量與效效率提供供理論和和技術(shù)基基礎(chǔ)。主主要研究究?jī)?nèi)容包包括：研究?jī)?nèi)容容：1）機(jī)組組界面多多變量多多參數(shù)的的跨學(xué)科科異域關(guān)關(guān)聯(lián)機(jī)理理針對(duì)空分分成套裝裝備中壓壓縮、膨膨脹、換換熱、精精餾等關(guān)關(guān)鍵機(jī)組組界面，研究跨跨學(xué)科、約束不不完整、設(shè)計(jì)空空間不連連續(xù)等條條件下各各機(jī)組變變量關(guān)聯(lián)聯(lián)作用機(jī)機(jī)制，建建立數(shù)值值與幾何何相結(jié)合合的復(fù)雜雜成套裝裝備多機(jī)機(jī)組、多多層次和和多參數(shù)數(shù)關(guān)聯(lián)分分析技術(shù)術(shù)，認(rèn)識(shí)識(shí)非線(xiàn)性性、強(qiáng)耦耦合作用用下空分分成

34、套裝裝備及其其關(guān)鍵機(jī)機(jī)組多變變量關(guān)聯(lián)聯(lián)的本質(zhì)質(zhì)特性及及演化規(guī)規(guī)律；研研究復(fù)雜雜裝備多多機(jī)組變變量敏感感性分析析方法、多變量量耦合的的量綱處處理方法法，獲取取不同機(jī)組組不同學(xué)學(xué)科變量量的關(guān)聯(lián)聯(lián)形式與與關(guān)聯(lián)強(qiáng)弱弱，為超大型空空分成套套裝備性性能仿真真及工藝藝優(yōu)化提提供原理理支撐。2）變工工況過(guò)渡渡狀態(tài)混混合維模模型與多多變量傳傳遞規(guī)律律針對(duì)變工工況條件件下普遍遍存在的的過(guò)渡狀狀態(tài)、模模糊狀態(tài)態(tài)等既不不能用規(guī)規(guī)則的整整數(shù)維描描述，也也不能純純粹用分分?jǐn)?shù)維描描述這類(lèi)類(lèi)特殊狀狀態(tài)建模模與分析析，研究究整數(shù)維維與分?jǐn)?shù)數(shù)維相結(jié)結(jié)合的工工程過(guò)渡渡狀態(tài)、模糊狀狀態(tài)混合合維建模模理論。研究基基于設(shè)計(jì)計(jì)歷史與與過(guò)程

35、的的多機(jī)組組設(shè)計(jì)變變量傳遞遞模型，實(shí)現(xiàn)復(fù)復(fù)雜空分分成套裝裝備從功功能設(shè)計(jì)計(jì)、結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能分分析到工工藝流程程設(shè)計(jì)的的全設(shè)計(jì)計(jì)周期的的多參數(shù)數(shù)多變量量傳遞規(guī)規(guī)律分析析。 3）空分分成套裝裝備多變變量多性性能關(guān)聯(lián)聯(lián)設(shè)計(jì)方方法構(gòu)建多技技術(shù)參數(shù)數(shù)性能的的綜合條條件區(qū)域域，建立立影響成成套裝備備整體性性能的多多參數(shù)復(fù)復(fù)雜關(guān)聯(lián)聯(lián)關(guān)系；研究多多變量關(guān)聯(lián)聯(lián)的性能能反演分分析模型型，建立立空分成成套裝備備關(guān)鍵性性能指標(biāo)標(biāo)與多設(shè)設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)的映射射規(guī)律；研究空空分流程程與參數(shù)數(shù)變動(dòng)對(duì)對(duì)機(jī)組性性能的影影響與反反饋，建建立空分分內(nèi)外壓壓縮流程程的跨機(jī)機(jī)組性能能評(píng)價(jià)方方法。4）空分分成套裝裝備多變變量工藝藝流程關(guān)關(guān)聯(lián)

36、設(shè)計(jì)計(jì)方法建立空氣氣凈化、壓縮、預(yù)冷、純化、膨脹、換熱和和精餾等等系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)與工藝藝流程的的關(guān)聯(lián)，研究原原料空氣氣壓縮機(jī)機(jī)、分子子篩吸附附器、增增壓膨脹脹機(jī)、板板翅式換換熱器和和精餾塔塔等機(jī)組組與部機(jī)機(jī)的參數(shù)數(shù)變動(dòng)對(duì)對(duì)關(guān)聯(lián)機(jī)機(jī)組工藝藝流程的的影響。建立空分分成套裝裝備子系系統(tǒng)及關(guān)關(guān)鍵機(jī)組組參數(shù)與與工藝流流程相互互作用的的動(dòng)態(tài)關(guān)關(guān)聯(lián)，實(shí)實(shí)現(xiàn)空分分成套裝裝備關(guān)鍵鍵機(jī)組參參數(shù)的優(yōu)優(yōu)化匹配配及空分分成套裝裝備工藝藝流程的的仿真優(yōu)優(yōu)化。經(jīng)費(fèi)比例例：17%承擔(dān)單位位：浙江江大學(xué)、杭州杭杭氧股份份有限公公司課題4：多機(jī)組組同步穩(wěn)穩(wěn)定與壽壽命均衡衡設(shè)計(jì)原理理研究目標(biāo)標(biāo)：針對(duì)空分分成套裝裝備多機(jī)組壽命命均

37、衡設(shè)設(shè)計(jì)要求求，通過(guò)過(guò)理論分分析與試試驗(yàn), 闡明壓縮縮機(jī)、膨膨脹機(jī)和和動(dòng)力裝裝置等多多機(jī)組運(yùn)行行過(guò)程中中的失穩(wěn)穩(wěn)機(jī)理，揭示關(guān)關(guān)鍵機(jī)組組在復(fù)雜雜振動(dòng)載載荷作用用下設(shè)備備運(yùn)行的的穩(wěn)定性性準(zhǔn)則和和疲勞失失效規(guī)律律, 以以及與可可靠性的的相互關(guān)關(guān)聯(lián)與作作用機(jī)制制，建立立成套裝裝備中最最短壽命命機(jī)組壽命命預(yù)測(cè)理理論，實(shí)實(shí)現(xiàn)空分分成套裝裝備多機(jī)組零部部件壽命命均衡設(shè)設(shè)計(jì)。研究?jī)?nèi)容容：關(guān)鍵機(jī)組組壽命設(shè)設(shè)計(jì)、運(yùn)運(yùn)行穩(wěn)定定性與失失穩(wěn)預(yù)防防理論研究復(fù)雜雜工況下下空分成成套裝備備回轉(zhuǎn)設(shè)設(shè)備軸承承潤(rùn)滑、密封氣氣流激振振、葉片片與葉輪輪及定子子間含微微間隙對(duì)對(duì)故障發(fā)發(fā)生和演演化的影影響規(guī)律律及其對(duì)對(duì)空分成成套裝備備失效

38、行行為的作作用規(guī)律律，探索索復(fù)雜環(huán)環(huán)境下大大型空分分成套裝裝備的失失效發(fā)生生機(jī)理與與規(guī)律，建立大大型空分分成套裝裝備壽命命預(yù)測(cè)理理論。結(jié)結(jié)合空分分成套裝裝備多場(chǎng)場(chǎng)耦合和和復(fù)雜工工況的特特點(diǎn)，對(duì)對(duì)系統(tǒng)及及其關(guān)鍵鍵零部件件進(jìn)行振振動(dòng)、疲疲勞強(qiáng)度度、運(yùn)行行穩(wěn)定性性、動(dòng)態(tài)態(tài)可靠性性等方面面的設(shè)計(jì)計(jì)，以使使機(jī)組在在滿(mǎn)足基基本功能能的條件件下獲得得優(yōu)良的的結(jié)構(gòu)性性能、使使用性能能和制造造性能。2) 關(guān)關(guān)鍵機(jī)組組的疲勞勞失效機(jī)機(jī)理及多多機(jī)組壽命命預(yù)測(cè)與與排序研究基于于壽命序序列的關(guān)關(guān)鍵機(jī)組組零部件件質(zhì)量性性能均衡衡設(shè)計(jì)，包括多多機(jī)組系統(tǒng)統(tǒng)中最短短壽命零零部件的的功能替替代設(shè)計(jì)計(jì)原理、性能強(qiáng)強(qiáng)化原理理、壽命命

39、補(bǔ)償設(shè)設(shè)計(jì)原理理以及長(zhǎng)長(zhǎng)壽命零零部件的的質(zhì)量-性能指指標(biāo)弱化化設(shè)計(jì)方方法。揭揭示低溫溫高壓等等極端環(huán)環(huán)境下空空分成套套裝備關(guān)關(guān)鍵機(jī)組組性能-壽命的的演化規(guī)規(guī)律，研研究離散散隨機(jī)損損傷累積積與連續(xù)續(xù)損傷累累積作用用下成套套裝備服服役性能能退化定定量評(píng)估估與預(yù)測(cè)測(cè)方法，分析易易損件性性能在服服役時(shí)間間坐標(biāo)下下的演變變過(guò)程，對(duì)多機(jī)機(jī)組壽命命進(jìn)行預(yù)預(yù)測(cè)與排排序。3) 機(jī)機(jī)組動(dòng)態(tài)態(tài)可靠性性設(shè)計(jì)原原理與并并聯(lián)作用用機(jī)制研究不同同結(jié)構(gòu)形形式的機(jī)機(jī)組在不不同的載載荷分布布特征下下，設(shè)計(jì)計(jì)安全系系數(shù)與可可靠度之之間的關(guān)關(guān)系，提提出基于于可靠度度的“概率設(shè)設(shè)計(jì)安全全系數(shù)”計(jì)算方方法與模模型；進(jìn)進(jìn)行典型型試件的的壽

40、命分分布與可可靠性試試驗(yàn)；根據(jù)零零部件結(jié)結(jié)構(gòu)、材材料與載載荷的分分布特性性、加工工制造精精度等計(jì)計(jì)算滿(mǎn)足足規(guī)定可可靠度指指標(biāo)的設(shè)設(shè)計(jì)安全全系數(shù)（概率安安全系數(shù)數(shù)）的模模型，實(shí)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜雜空氣分分離類(lèi)成成套裝備備系統(tǒng)動(dòng)動(dòng)態(tài)可靠靠性設(shè)計(jì)計(jì)與并聯(lián)聯(lián)作用機(jī)機(jī)制。4)多變變工況下成套裝裝備運(yùn)行行穩(wěn)定性性預(yù)測(cè)及及優(yōu)化結(jié)合空分分成套裝裝備系統(tǒng)統(tǒng)多機(jī)組組各種耦耦合方式式及工藝藝特點(diǎn)，研究變變工況變變負(fù)荷條條件下影影響空分分成套裝裝備系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)穩(wěn)定性的的主要因因素，探明環(huán)環(huán)境等不不確定性性擾動(dòng)對(duì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行穩(wěn)定定性的影影響關(guān)系系，揭示示空分成成套裝備備失穩(wěn)形形成機(jī)理理，建立立關(guān)鍵機(jī)組組參數(shù)與與設(shè)備運(yùn)運(yùn)行穩(wěn)定定性

41、的量量化關(guān)系系，提出出空分成成套裝備備變工況況運(yùn)行穩(wěn)穩(wěn)定性預(yù)預(yù)測(cè)模型型及系統(tǒng)統(tǒng)狀態(tài)失失穩(wěn)調(diào)控控策略，建立空空分成套套裝備整整機(jī)運(yùn)行行穩(wěn)定性性定量評(píng)評(píng)價(jià)體系系。經(jīng)費(fèi)比例例：188%承擔(dān)單位位：東北北大學(xué)、大連理理工大學(xué)學(xué)課題5：關(guān)鍵部機(jī)機(jī)高強(qiáng)度度大構(gòu)件件保質(zhì)制制造技術(shù)術(shù)研究目標(biāo)標(biāo)：針對(duì)超大大型化空空分成套套裝備中中大型壓壓縮機(jī)、板翅式式換熱器器等制造造中的難難點(diǎn)問(wèn)題題，研究究大流量量多軸耦耦合高速速轉(zhuǎn)子加加工動(dòng)態(tài)態(tài)變形機(jī)機(jī)理，提提出高強(qiáng)強(qiáng)度特長(zhǎng)長(zhǎng)特寬高高壓板翅翅換熱器器的保質(zhì)質(zhì)制造方方法，實(shí)實(shí)現(xiàn)大型型壓縮機(jī)機(jī)中超薄薄葉輪葉葉片和刀刀具耦合合動(dòng)力學(xué)學(xué)分析，揭示成成套裝備備關(guān)鍵零零部件多多源多工工序

42、加工工精度的的形成機(jī)機(jī)理，提提出復(fù)雜雜零件加加工誤差差在位檢檢測(cè)技術(shù)術(shù)與方法法，從而而，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)空分成成套裝備備關(guān)鍵機(jī)機(jī)組、關(guān)關(guān)鍵部機(jī)機(jī)保質(zhì)制制造。研究?jī)?nèi)容容：1) 大大流量多多軸耦合合高速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子加工工動(dòng)態(tài)變變形機(jī)理理轉(zhuǎn)子是空空分成套套裝備中中壓縮機(jī)機(jī)、膨脹脹機(jī)等設(shè)設(shè)備的關(guān)鍵零零件,轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子加工工過(guò)程中中的振動(dòng)動(dòng)、變形形是影響響加工質(zhì)質(zhì)量的關(guān)關(guān)鍵因素素，且難難以控制制。研究究齒式傳傳動(dòng)多轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子加工工中定位位轉(zhuǎn)換工工藝的依依據(jù)及多多軸平行行對(duì)偶機(jī)機(jī)制，研研究制造造加工偏偏差所造造成的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子奇異異性和全全局分叉叉。研究究轉(zhuǎn)子組組件加工工過(guò)程中中影響精精度的多多物理場(chǎng)場(chǎng)復(fù)合作作用規(guī)律律及其對(duì)對(duì)構(gòu)件的的綜

43、合激激勵(lì)特性性，揭示示軸系零零件與刀刀具、機(jī)機(jī)床耦聯(lián)聯(lián)非光滑滑非線(xiàn)性性動(dòng)力系系統(tǒng)的多多尺度振振動(dòng)響應(yīng)應(yīng)及動(dòng)態(tài)態(tài)變形產(chǎn)產(chǎn)生機(jī)理理，建立立多物理理場(chǎng)復(fù)合合作用下下的復(fù)雜雜軸系零零件加工工振動(dòng)、變形的的多尺度度預(yù)測(cè)模模型，提提出大型型軸系零零件加工工振動(dòng)與與變形抑抑制、校校正策略略。建立立加工定定位轉(zhuǎn)換換等制造造偏差對(duì)對(duì)多軸耦耦合轉(zhuǎn)子子動(dòng)力特特性的影影響的量量化模型型，使機(jī)機(jī)組在正正常和極極端工況況下的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定定性和服服役性能能最優(yōu)。2) 高高強(qiáng)度特特長(zhǎng)特寬寬高壓板板翅換熱熱器的保保質(zhì)制造造方法高強(qiáng)度、低能耗耗的大型型高壓板板翅式換換熱器制制造一直直是困擾擾我國(guó)空空分成套套裝備大大型化的的一個(gè)難難

44、題。研研究高壓壓板翅式式換熱器器翅片材材料、翅翅片幾何何特性、翅片裝裝配間隙隙、釬焊焊工藝（溫升速速度、溫溫度、真真空度）與抗高高壓、適適應(yīng)大溫溫降能力力的映射射規(guī)律，提出基基于先進(jìn)進(jìn)制造工工藝和新新材料的的高效、耐大溫溫降和耐耐高壓的的板翅式式換熱器器的制造造原理，建立板板翅式換換熱器生生產(chǎn)過(guò)程程關(guān)鍵質(zhì)質(zhì)量檢測(cè)測(cè)體系，實(shí)現(xiàn)空空分成套套裝備大大型高壓壓板翅換換熱器的的保質(zhì)制制造。3） 超超薄葉輪輪葉片和和刀具耦耦合動(dòng)力力學(xué)及其其對(duì)能耗耗的影響規(guī)律律建立制造造加工中中超薄葉葉輪葉片片結(jié)構(gòu)和和加工刀刀具耦合合動(dòng)力學(xué)學(xué)模型，研究刀刀具和工工件的強(qiáng)強(qiáng)迫振動(dòng)動(dòng)、自激激振動(dòng)及及參數(shù)振振動(dòng)的機(jī)機(jī)理，建建立葉

45、片片結(jié)構(gòu)加加工的優(yōu)優(yōu)化軌跡跡模型，實(shí)現(xiàn)加加工效率率、薄葉葉輪葉片片的加工工形狀、表面精精度控制制的最佳佳均衡；研究超超薄葉輪輪葉片加加工中刀刀具顫振振等因素素造成葉葉片形狀狀偏離設(shè)設(shè)計(jì)點(diǎn)對(duì)對(duì)葉輪能能耗的影影響規(guī)律律及對(duì)葉葉輪葉片片靜、動(dòng)動(dòng)應(yīng)力和和服役壽壽命的影影響。4) 復(fù)復(fù)雜零件件多工序序加工精精度形成成規(guī)律及及在位檢檢測(cè)理論論超大型空空分成套套裝備中中的復(fù)雜雜零件具具有尺寸寸大、精精度高、加工工工序多與與安裝復(fù)復(fù)雜等特特性，且在位檢檢測(cè)理論論、方法法的滯后后與匱乏乏，使得得對(duì)零件件加工精精度的控控制十分分困難。研究多多工序誤誤差傳遞遞機(jī)理，闡明多多工序誤誤差在狀狀態(tài)空間間上的傳傳遞機(jī)制制，

46、揭示示復(fù)雜零零件加工工精度的的形成、傳遞規(guī)規(guī)律；研究分析析工藝系系統(tǒng)對(duì)加加工精度度的耦合合影響規(guī)規(guī)律，建建立復(fù)雜雜零件加加工誤差差與工藝藝參數(shù)之之間的反反演模型型，構(gòu)建建復(fù)雜零零件多工工序加工工精度的的預(yù)測(cè)模模型；研研究多工工序復(fù)雜雜零件加加工過(guò)程程中加工工誤差與與表面質(zhì)質(zhì)量在位位檢測(cè)方方法與技技術(shù)；構(gòu)構(gòu)建基于于工序優(yōu)優(yōu)化與在在位檢測(cè)測(cè)融合的的大型復(fù)復(fù)雜零件件加工精精度與質(zhì)量保保證機(jī)制制，形成成特大型型空分設(shè)設(shè)備關(guān)鍵鍵零件的核核心制造造技術(shù)。經(jīng)費(fèi)比例例：155%承擔(dān)單位位：西安安交通大大學(xué)、浙浙江大學(xué)學(xué)課題6：超大型型空分裝裝備性能能實(shí)驗(yàn)、仿真與與集成研究目標(biāo)標(biāo)：針對(duì)空分分成套裝裝備及關(guān)關(guān)鍵機(jī)

47、組組在設(shè)計(jì)制造造運(yùn)行中存存在的性性能評(píng)價(jià)價(jià)和可靠靠性預(yù)測(cè)測(cè)問(wèn)題，通過(guò)建建立仿真真數(shù)字樣樣機(jī)，模模擬空分分成套裝裝備整機(jī)機(jī)性能，實(shí)現(xiàn)整整機(jī)性能能優(yōu)化與與評(píng)估；通過(guò)構(gòu)構(gòu)建關(guān)鍵鍵機(jī)組性能能實(shí)驗(yàn)臺(tái)臺(tái)，研究究大流量量條件下下規(guī)整填填料塔內(nèi)內(nèi)部混合合物壓力力、溫度度、流量量等重要要參數(shù)的的動(dòng)態(tài)分分布，揭示高高傳熱系系數(shù)小傳傳熱溫差差的翅片片傳熱強(qiáng)強(qiáng)化與大大流量低低溫兩相相流均布布機(jī)理，開(kāi)展耦耦合故障障作用下下空分成成套裝備備轉(zhuǎn)子系系統(tǒng)的非非線(xiàn)性振振動(dòng)特性性實(shí)驗(yàn)研研究，通過(guò)超超大型空空分成套套裝備系系統(tǒng)狀態(tài)態(tài)監(jiān)測(cè)及及故障診診斷實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，為空空分成套套裝備狀狀態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)、故障障診斷與與穩(wěn)定運(yùn)運(yùn)行提供供實(shí)驗(yàn)依依據(jù)。

48、研究?jī)?nèi)容容：1）超大大型空分分裝備數(shù)數(shù)字樣機(jī)機(jī)性能集集成仿真真建立機(jī)械械、低溫溫、電子子、液壓壓、控制等等多領(lǐng)域域耦合的的空分裝裝備關(guān)鍵鍵機(jī)組數(shù)數(shù)字樣機(jī)機(jī)仿真模模型，實(shí)實(shí)現(xiàn)空分分成套裝裝備系統(tǒng)統(tǒng)級(jí)動(dòng)態(tài)態(tài)模型組組裝，對(duì)對(duì)裝備的的設(shè)計(jì)、制造、集成、作業(yè)及及維修全全生命周周期過(guò)程程進(jìn)行分分析與模模擬，揭揭示裝備備靜動(dòng)態(tài)態(tài)特性及及其作業(yè)業(yè)過(guò)程中中的物理理狀態(tài)演演化規(guī)律律，模擬擬空分成成套裝備備整機(jī)性性能，實(shí)實(shí)現(xiàn)空分分成套裝裝備復(fù)雜雜系統(tǒng)性性能的動(dòng)動(dòng)態(tài)仿真真與評(píng)估估，為空空分成套套裝備超超大型化化設(shè)計(jì)的的性能分分析提供供程序化化、可視視化的設(shè)設(shè)計(jì)分析析平臺(tái)。2）大型型深低溫溫規(guī)整填填料塔熱熱質(zhì)交換換性能

49、綜綜合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)針對(duì)大型型化低溫溫精餾系系統(tǒng)全工工況低能能耗、高高可靠性性的要求求，搭建建低溫規(guī)規(guī)整填料料熱質(zhì)交交換與流流動(dòng)特性性綜合測(cè)測(cè)試平臺(tái)臺(tái)，揭示大大流量條條件下規(guī)規(guī)整填料料塔內(nèi)部部混合物物壓力、溫度、流量等等重要參參數(shù)的動(dòng)動(dòng)態(tài)分布布，建立立集成填填料壓降降、換質(zhì)質(zhì)及溢流流特性的的綜合試試驗(yàn)方法法，為低低溫精餾餾塔性能能評(píng)估與與優(yōu)化提提供實(shí)驗(yàn)驗(yàn)依據(jù)。3）大型型板翅式換換熱器傳傳熱與流流動(dòng)綜合合實(shí)驗(yàn)建立滿(mǎn)足足由高強(qiáng)強(qiáng)度、高高密度翅翅片組成成的板翅翅式換熱熱器單元元芯體及及均布結(jié)結(jié)構(gòu)件綜綜合性能能實(shí)驗(yàn)平平臺(tái)，借借助粒子子圖像測(cè)測(cè)速儀（PIVV）等先先進(jìn)測(cè)量量手段，開(kāi)展換換熱器均均布結(jié)構(gòu)構(gòu)和強(qiáng)化化

50、傳熱結(jié)結(jié)構(gòu)的流流場(chǎng)可視視化研究究，系統(tǒng)統(tǒng)揭示高高傳熱系系數(shù)小傳傳熱溫差差的翅片片傳熱強(qiáng)強(qiáng)化與大大流量低低溫兩相相流均布布機(jī)理，檢驗(yàn)新新型換熱熱器制造造方法的的可行性性，為確確定最優(yōu)優(yōu)化傳熱熱結(jié)構(gòu)和和流體均均布結(jié)構(gòu)構(gòu)奠定基基礎(chǔ)。4）大型型轉(zhuǎn)子故故障模擬擬和非線(xiàn)線(xiàn)性振動(dòng)動(dòng)及控制制實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和研研制用于于透平機(jī)機(jī)、膨脹脹機(jī)等轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)統(tǒng)非線(xiàn)性性振動(dòng)實(shí)實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子模擬擬試驗(yàn)臺(tái)臺(tái)；進(jìn)行行系統(tǒng)的的非線(xiàn)性性振動(dòng)特特性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)研究和和碰摩、裂紋、基礎(chǔ)松松動(dòng)、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸彎曲曲、喘振振等單一一故障及及耦合故故障導(dǎo)致致的轉(zhuǎn)子子非線(xiàn)性性振動(dòng)的的試驗(yàn)研研究；實(shí)實(shí)驗(yàn)研究究電/磁磁流變阻阻尼器等等技術(shù)對(duì)對(duì)透平機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)子系系統(tǒng)非線(xiàn)線(xiàn)性

51、振動(dòng)動(dòng)的主/被動(dòng)控控制的效效果。選選擇國(guó)內(nèi)內(nèi)在役運(yùn)運(yùn)行的典典型空分分大型旋旋轉(zhuǎn)設(shè)備備，通過(guò)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)測(cè)試轉(zhuǎn)子子系統(tǒng)的的振動(dòng)特特性和提提取轉(zhuǎn)子子系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行的歷歷史數(shù)據(jù)據(jù)，分析析系統(tǒng)的的非線(xiàn)性性振動(dòng)響響應(yīng)特性性。5）超大大型空分分裝備系系統(tǒng)狀態(tài)態(tài)監(jiān)測(cè)及及故障診診斷實(shí)驗(yàn)驗(yàn)空分成套套裝備在在線(xiàn)狀態(tài)態(tài)監(jiān)測(cè)與與故障診診斷是其其安全運(yùn)運(yùn)行的必必要保障障。建立立溫度、壓力、流量、振動(dòng)位位移、軸軸心軌跡跡、電流流、轉(zhuǎn)速速、噪聲聲等有效效狀態(tài)監(jiān)監(jiān)測(cè)參數(shù)數(shù)采集與分分析實(shí)驗(yàn)驗(yàn)臺(tái)，分分析時(shí)域域、頻域域、趨勢(shì)勢(shì)等各種種信號(hào)的的特征，提出空空分裝備備數(shù)據(jù)挖挖掘算法法和性能能診斷方方法，為為空分裝裝備狀態(tài)態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診診斷與穩(wěn)

52、穩(wěn)定運(yùn)行行提供實(shí)實(shí)驗(yàn)依據(jù)據(jù)。經(jīng)費(fèi)比例例：166%承擔(dān)單位位：浙江江大學(xué)、杭州杭杭氧股份份有限公公司四、年度度計(jì)劃研究?jī)?nèi)容容預(yù)期目標(biāo)標(biāo)第一年1）開(kāi)展展空分流流體組分分純質(zhì)和和兩元或或多元混混合物相相關(guān)的全全面的文文獻(xiàn)調(diào)研研；2）搭建建PVTT、比熱熱容、聲聲速和熱熱導(dǎo)率熱熱物性測(cè)測(cè)試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)臺(tái)；3）立式式多層徑徑向分子子篩吸附附器的結(jié)結(jié)構(gòu)研究究；4）封頭頭內(nèi)部流流場(chǎng)的分分布規(guī)律律研究；5）規(guī)整整填料內(nèi)內(nèi)低溫流流體壓降降特性CCFD研研究；6）研究究氣液相相變過(guò)程程中亞穩(wěn)穩(wěn)態(tài)體相相內(nèi)部活活化分子子的聚集集狀態(tài)，探討在在無(wú)外界界擾動(dòng)的的平衡狀狀態(tài)下，體相內(nèi)內(nèi)部活化化分子的的存在方方式以及及單體與與聚集

53、體體的濃度度關(guān)系；7）描述述氣液相相變的物物理圖景景，利用用體相在在過(guò)熱(過(guò)冷)極限點(diǎn)點(diǎn)處的宏宏觀性質(zhì)質(zhì)來(lái)逆推推體相與與微小新新相之間間的界面面張力；8）空分分系統(tǒng)多多領(lǐng)域物物理耦合合特性研研究；9）研究究非線(xiàn)性性壓力邊邊界以及及耦聯(lián)載載荷的非非線(xiàn)性動(dòng)動(dòng)力學(xué)耦耦合作用用規(guī)律；10) 超大型型空分成成套裝備備中壓縮縮、膨脹脹、換熱熱、精餾餾等關(guān)鍵鍵機(jī)組中中機(jī)/電電/液/控/低低溫多學(xué)學(xué)科耦合合關(guān)系及及多變量量描述方方法；11) 超大型型空分成成套裝備備多機(jī)組組變量敏敏感性分分析、多多變量耦耦合的量量綱處理理方法；12) 超大型型空分成成套裝備備多學(xué)科科多變量量設(shè)計(jì)平平臺(tái)詳細(xì)細(xì)設(shè)計(jì)；13）大大型空

54、分分成套裝裝備回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)設(shè)備的的動(dòng)力學(xué)學(xué)分析模模型建立立；14）大大型空分分成套裝裝備有關(guān)關(guān)因素對(duì)對(duì)失穩(wěn)故故障發(fā)生生和演化化的影響響規(guī)律及及其對(duì)空空分成套套裝備失失穩(wěn)失效效行為的的作用規(guī)規(guī)律理論論分析；15）關(guān)關(guān)鍵機(jī)組組另部件件性能基基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)；16) 考慮加加工偏差差等影響響因素，建立齒齒式轉(zhuǎn)子子動(dòng)力學(xué)學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)臺(tái)，研究究加工偏偏差對(duì)多多轉(zhuǎn)子系系統(tǒng)動(dòng)力力學(xué)行為為的影響響；17)通通過(guò)透平平膨脹機(jī)機(jī)熱力性性能、氣氣動(dòng)性能能和可靠靠性評(píng)價(jià)價(jià)，獲得得高速透透平膨脹脹機(jī)結(jié)構(gòu)構(gòu)方案及及參數(shù)；18)大大型尺寸寸的高傳傳熱系數(shù)數(shù)、小傳傳熱溫差差的翅片片通道結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)與試驗(yàn)驗(yàn);19) 研究制制造加工工中超薄薄葉

55、輪葉葉片結(jié)構(gòu)構(gòu)和加工工刀具耦耦合動(dòng)力力學(xué)，開(kāi)開(kāi)展試驗(yàn)驗(yàn)研究；20) 研究多多工序誤誤差傳遞遞機(jī)理，及復(fù)雜雜零件加加工精度度的形成成、傳遞遞規(guī)律；21）超超大型空空分裝備備設(shè)計(jì)、制造、集成、作業(yè)及及維修全全生命周周期過(guò)程程分析與與模擬；22）超超大型空空分裝備備靜動(dòng)態(tài)態(tài)特性及及其作業(yè)業(yè)過(guò)程中中的物理理狀態(tài)演演化規(guī)律律；23）超超大型空空分裝備備數(shù)字樣樣機(jī)性能能的動(dòng)態(tài)態(tài)仿真與與評(píng)估。1）獲得得包括空空分物料料和產(chǎn)品品中氧、氮、氬氬三種主主要成分分與稀有有氣體等等微量成成分的純純質(zhì)及多多組分混混合流體體的已存存在的各各類(lèi)熱物物性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)及及關(guān)聯(lián)式式或狀態(tài)態(tài)方程；2）建成成20KK-3000K溫溫區(qū)

56、，壓壓力至550MPPa的相相應(yīng)物性性測(cè)量實(shí)實(shí)驗(yàn)臺(tái)；3）推導(dǎo)導(dǎo)出臨界界聚集濃濃度的表表達(dá)式。確定體體相處于于過(guò)熱(過(guò)冷)極限點(diǎn)點(diǎn)時(shí)的內(nèi)內(nèi)部分子子能量分分布特性性；4）對(duì)經(jīng)經(jīng)典理論論的形核核率作出出修正；5）揭示示空分系系統(tǒng)及關(guān)關(guān)鍵部機(jī)機(jī)機(jī)電、電液、流固及及熱固耦耦合的作作用機(jī)理理及演化化規(guī)律；6）揭示示非線(xiàn)性性界面環(huán)環(huán)境對(duì)透透平壓縮縮機(jī)、透透平膨脹脹機(jī)轉(zhuǎn)子子系統(tǒng)的的非線(xiàn)性性作用和和耦合作作用機(jī)理理；7） 建建立超大大型空分分成套裝裝備多機(jī)機(jī)組、多多學(xué)科、多變量量的關(guān)聯(lián)聯(lián)表達(dá)模模型；8）獲取取超大型型空分成成套裝備備不同機(jī)組組不同學(xué)學(xué)科的關(guān)關(guān)鍵設(shè)計(jì)計(jì)變量的的關(guān)聯(lián)形式式與關(guān)聯(lián)聯(lián)強(qiáng)弱；9）獲得得大型

57、空空分成套套裝備的的非線(xiàn)性性特性、系統(tǒng)故故障特征征10）大大型空分分成套裝裝備的失失穩(wěn)失效效發(fā)生機(jī)機(jī)理；11）獲獲得關(guān)鍵鍵機(jī)組另另部件的的部分基基礎(chǔ)性能能數(shù)據(jù)；12）給給出對(duì)流流換熱以以及熱邊邊界層增增厚對(duì)凝凝結(jié)換熱熱的影響響；13)考考慮加工工偏差影影響的多多轉(zhuǎn)子系系統(tǒng)動(dòng)力力學(xué)模型型； 14)應(yīng)應(yīng)用高強(qiáng)強(qiáng)度高密密度翅片片通道內(nèi)內(nèi)氣、液液兩相流流的傳熱熱強(qiáng)化新新機(jī)理、新結(jié)構(gòu)構(gòu)，使其其傳熱溫溫差小于于0.660.7K, 重量量減少11/3，能耗減減少155以上上；15) 建立超超薄葉輪輪葉片結(jié)結(jié)構(gòu)和加加工刀具具耦合動(dòng)動(dòng)力學(xué)模模型；16) 闡明多多工序誤誤差在狀狀態(tài)空間間上的傳傳遞機(jī)制制，揭示示復(fù)

58、雜零零件加工工精度的的形成、傳遞規(guī)規(guī)律；17）建建立機(jī)械械、低溫溫、電子子、液壓壓、控制制等多領(lǐng)領(lǐng)域耦合合的超大大型空分分裝備關(guān)關(guān)鍵機(jī)組組數(shù)字樣樣機(jī)仿真真模型；18）為為空分成成套裝備備超大型型化設(shè)計(jì)計(jì)的性能能分析提提供程序序化、可可視化的的設(shè)計(jì)分分析平臺(tái)臺(tái)；19）發(fā)發(fā)表論文文60篇以以上，其其中SCCI/EEI收錄錄40篇以以上，申申請(qǐng)發(fā)明明專(zhuān)利44-6項(xiàng)；20）培培養(yǎng)博士士后、博博士和碩碩士生330名。第二年1）針對(duì)對(duì)文獻(xiàn)調(diào)調(diào)研顯示示數(shù)據(jù)空空白區(qū)域域進(jìn)行實(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)量量；2）利用用重正化化群理論論研究空空分流體體臨界區(qū)區(qū)特性，完善各各組分超超臨界與與亞臨界界區(qū)的熱熱物性理理論；3）基于于熱力學(xué)

59、學(xué)從狀態(tài)態(tài)信息和和量熱信信息兩個(gè)個(gè)方面同同時(shí)出發(fā)發(fā)，結(jié)合合重正化化群理論論框架，重構(gòu)具具有高熱熱力學(xué)完完善度和和基于亥亥姆霍茲茲能統(tǒng)一一形式的的基本型型狀態(tài)方方程；4）立式式多層徑徑向分子子篩吸附附器的再再生活化化能耗分分析；5）封頭頭結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)流場(chǎng)的的可視化化實(shí)驗(yàn)研研究；6）規(guī)整整填料內(nèi)內(nèi)低溫流流體兩相相流動(dòng)及及傳質(zhì)特特性CFFD研究究；7）用VVOF方方法追蹤蹤自由界界面,處處理汽液液交界面面上的相相變導(dǎo)致致的不連連續(xù)速度度場(chǎng)。數(shù)數(shù)值模擬擬水平壁壁面上的的膜態(tài)沸沸騰和豎豎直圓頭頭柱體表表面的自自然對(duì)流流膜態(tài)沸沸騰；8）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)研究豎豎直矩形形窄縫流流道內(nèi)過(guò)過(guò)冷沸騰騰的汽泡泡凝結(jié)過(guò)過(guò)程；9）研究

60、究空分成成套裝備備系統(tǒng)系系統(tǒng)動(dòng)力力學(xué)模型型的多領(lǐng)領(lǐng)域物理理建模原原理；10）研研究非線(xiàn)線(xiàn)性界面面耦合環(huán)環(huán)境中轉(zhuǎn)子系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)力學(xué)特特性，研研究由轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子橫截截面溫度度不對(duì)稱(chēng)稱(chēng)及溫度度場(chǎng)不穩(wěn)穩(wěn)定引起起的轉(zhuǎn)子子系統(tǒng)非非線(xiàn)性振振動(dòng)特征征；11) 超大型型空分成成套裝備備多機(jī)組組、多層層次和多多參數(shù)關(guān)關(guān)聯(lián)分析析；12) 變工況況條件下下超大型型空分成成套裝備備過(guò)渡狀狀態(tài)、模模糊狀態(tài)態(tài)建模；13) 基于設(shè)設(shè)計(jì)歷史史與過(guò)程程的超大大型空分分成套裝裝備多機(jī)機(jī)組設(shè)計(jì)計(jì)變量傳傳遞；14）復(fù)復(fù)雜環(huán)境境下大型型空分成成套裝備備的失穩(wěn)穩(wěn)失效發(fā)發(fā)生機(jī)理理與規(guī)律律分析，關(guān)鍵機(jī)機(jī)組參數(shù)數(shù)與設(shè)備備運(yùn)行穩(wěn)穩(wěn)定性的的量化關(guān)關(guān)系研究