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相比于金属材料换热器，聚合物复合材料换热器具有成本低、质量轻、耐腐蚀等优点，其中聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride，PVDF)作为换热器材料不仅可以耐腐蚀而且可以减小结垢。本文针对石墨/PVDF复合材料设计制造板式换热器中的换热板片进行研究，对于拓展复合材料在换热设备上的应用，解决换热设备防腐蚀、防结垢问题具有重要的理论意义和实际应用价值。 本文通过研究填充量、粒径比、密炼机转子结构、转速及混炼时间等工艺参数对石墨/PVDF复合材料导热性能的影响，得到最优的石墨粒径比、制备工艺，为开发基于石墨/PVDF复合材料的换热板片提供基础;利用Fluent软件对换热板片间流体流动以及换热阻力性能进行数值模拟研究，分析了进口流速、波纹夹角、波纹间距、材料导热系数等参数对于换热和阻力压降性能的影响;结合材料制备实验和模拟的研究结果，使用平板硫化机和设计制造的模具制造石墨/PVDF复合材料换热板片;使用单吹瞬变瞬态法实验平台对换热板片换热性能和阻力压降性能进行测试，验证数值模拟的结果。本文主要研究工作及成果如下: (1)采用溶液共混法制备出导热性能优异的石墨/PVDF导热复合材料。当石墨填充量达到渗流阈值40％时，导热系数大幅提高。石墨50目:150目粒径比为1∶9时，可以得到最优导热系数的复合材料。转子结构对于复合材料性能有较大影响，采用叠片式转子制备的复合材料的导热性能要优于腰鼓形转子，复合材料导热系数最大处相差7.14％。混炼工艺中转速的提高和混炼时间的增加对复合材料导热性能稍有提高，但提高幅度不如转子结构明显。 (2)采用数值模拟的方法，研究了流体在换热板片间流道中的流动状态。研究表明增大进口流体速度、增加波纹夹角、减小波纹间距可以强化换热，但同时阻力压降也增大，所以需要选择合适的进口速度及结构参数。波纹夹角90°是强化换热和增大压降的转折点，大于90°可大大强化换热且增加流动阻力。提高石墨/PVDF复合材料导热系数可以提高换热性能同时不增加阻力压降。 (3)应用制备的石墨/PVDF复合材料，设计制造了换热板片，并进行单吹瞬变瞬态法实验测试，验证模拟仿真结果。结果表明，数值模拟的结果具有较高的可行性和准确性。