توسعه مبدل حرارتی صفحه جدید با استفاده از ورق گرافیت طبیعی

ورقه‌های گرافیت ورقه‌ای طبیعی خواص فیزیکی بهتری دارند مانند: رسانایی گرمایی درون صفحه‌ای بالا (‏۳۰۰ – ۶۰۰ وات متر کلوین)‏، وزن نور (‏۲.۱ گرم سانتی متر مکعب )‏، ضریب انبساط حرارتی قابل اغماض و مقاومت به خوردگی در دماهای بالا هستند. با فرآیند نورد غلتکی جدید، ساخت ورقه‌های گرافیت با الگوهای مختلف سریع و اقتصادی شده‌است. این خواص گرافیت طبیعی را به یک کاندید عالی برای کاربردهای حرارتی، مانند مبدل‌های حرارتی (‏HEXs)‏به عنوان جایگزینی برای آلیاژهای فلزی تبدیل می‌کند. این مطالعه یک روش ساخت جدید برای صفحه مدل شورون به عنوان نمونه اولیه نمایش مفهوم با استفاده از فرآیند نورد تخت ارایه می‌دهد. برای اندازه‌گیری عملکرد مبدل حرارتی صفحه گرافیتی پیشنهادی، یک بس‌تر آزمایشی آب – آب سفارشی براساس استاندارد ۴۰۰ ANSI / AHRI طراحی شده‌است. نرخ انتقال حرارت و افت فشار مبدل حرارتی صفحه گرافیتی ساخته‌شده با یک شورون HX فولادی ضد زنگ معمولی با ابعاد و تعداد صفحات مشابه مقایسه می‌شود. در مقایسه با واحد تجاری موجود، مبدل حرارتی صفحه گرافیتی پیشنهادی عملکرد حرارتی مشابه و افت فشار ۲۶ % بالاتر را نشان می‌دهد، به

Highlights•Presenting a new fabrication method for chevron plate heat exchangers from natural graphite.•Implementation of flat-embossing method for forming natural graphite sheets.•Heat transfer and pressure drop evaluation test via water-water experimential setup.•Proved a promising performance for the graphite plate heat exchanger compared to stainless steel.AbstractNatural flake graphite sheets have superior physical properties such as: high in-plate thermal conductivity (300–۶۰۰ W·m−۱·K−۱), light weight (2.1 g·cm−۳), negligible coefficient of thermal expansion and resistivity to corrosion under high temperatures. With the new roll-embossing process, fabrication of graphite sheets with different patterns has become fast and economical. These properties make natural graphite an excellent candidate for thermal applications, such as heat exchangers (HEXs), as an alternative to metallic alloys. This study presents a new fabrication method for chevron-type plate HEXs, as a proof-of-conce