在传统的化工原理实验室里，一套φ219 mm的列管换热器要占掉4 m²地面，一次传热实验至少消耗200 L循环水；高温、高压、旋转部件叠加，让“原理验证”常常变成“安全巡检”。山东满天星信息科技有限公司用“AI+数字孪生+IoT半实物”理念，把传热、传质、反应三大单元操作浓缩进1.2 m×0.6 m的桌面级设备，保留真实电流、真实温度、真实压降，却用像素提前演算危险工况，实现“原理可看见、参数可预测、风险可回放”的新实训范式。

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一、桌面级“三合一”单元

设备主体采用三槽插拔结构——传热槽、传质槽、反应槽可独立运行，也可串联成完整流程。

传热槽：φ32 mm微型列管，换热面积0.18 m²，却内置6点壁温传感器、涡街流量计、变频磁力泵，可完成并流-逆流切换、雷诺数Re≈10000湍流演示

传质槽：φ25 mm玻璃填料塔，填料高度0.4 m，在线电导仪实时采集液相浓度，5 min即可画出传质单元数NTU-HTU曲线

反应槽：0.5 L CSTR，配三叶斜桨、Pt100快速测温、pH-溶氧双探头，可演示停留时间分布、反应级数测定

整套设备占地不足1 m²，用水<15 L，耗电<600 W，却能在10 ms内把数据送上云端。

二、10 ms级风险闭环

边缘AI盒子集成温度、压力、流量、电流、振动、VOC六类传感器，10 ms完成“超温、泄漏、过载、汽击”四合一识别；一旦壁温>80 ℃或电机电流超标，系统立即降速并打开微型排风，把危险锁在桌面级空间，避免传统装置“一人失误、全楼疏散"的局面。

三、数字孪生：把"传热曲线"先画在云端

Unity引擎1∶1建模列管、填料塔、CSTR，实时读取PLC数据，形成毫秒闭环。学生可在云端把蒸汽压推到"汽击边界"，观察压力曲线突跳、壁温飞升，再一键"倒流"回到泵速前30秒，重新设定雷诺数。

每一次新物性、每一次新安全规范、每一次双碳指标升级，都可在24小时内热更新到全国课堂，让"高水耗、高风险、高重复"永远留在历史，让"原理创新"成为每一位学子抬手即可触达的标配能力。化工原理实验设备最终让"传热、传质、反应"先活在屏幕，而"安全、节水、数据"在AI节奏里自循环。