该文进行了研究和探讨.主要内容包括:1、总结了化工过程强化技术的现状和强化研究的途径,提出了紧凑式工业炉的概念,确定用静态混合式炉管进行局部强化.2、提出了静态混合式炉管应用的虚拟工程放大研究方法,指出研究中提高效率的关键是计算模型快速生成技术和实验模型的快速原型制造.3、对工业炉的关键部位--炉管,从材料成分、强度、制造等方面对静态混合式炉管的设计、制造进行了分析,与常规炉管对比,说明了静态混合式炉管的独特性和要求.4、应用快速原型方法,迅速、准确地得到了符合精度、强度要求的静态混合式炉管模型,产品的精度和强度完全符合要求,提高了模型制造效率.5、应用计算流体动力学方法,进行静态混合式炉管的工程放大研究.建立了一个由模型的几何、物理参数组定义的常用模型的模型库,提高计算效率,缩短放大研究周期.6、提出了基于速度的流场扰流效果的评价方法,将之应用于流场设计和扰流元件结构优化的评价中,获得了量化的评价结果.7、设计、制造流动显示实验系统,验证静态混合式炉管对流体的扰动效果;采用七孔探针流体力学实验方法,在流体力学实验测量系统中,对静态混合式炉管模拟流场的三维速度分布和流体、压力降等进行测量.通过实验结果的后处理和可视化分析,验证了计算模型和计算模拟方法的可靠性.讨论了先进的二维PIV实验方法应用的可能性.8、以一台典型的工业炉--乙烯裂解炉为例,对静态混合式炉管进行结构优化设计.