Plattenwärmetauscher (PCHE) zeichnen sich durch hohe Temperatur- und Druckbeständigkeit sowie kompakte Struktur aus und werden daher häufig im superkritischen Kohlendioxid (S-CO_2)-Brayton-Kreislauf eingesetzt. In dieser Studie wurde anhand der Segmentdesign-Methode ein mathematisches Modell für PCHE erstellt. Der Vergleich mit den Experimenten zeigt Fehler von 2,700 % bei der Wärmebelastung, 0,330 % bei der Kältebelastung, 0,634 % bei der Kaltfluid-Einlass-Temperatur, 0,683 % bei der heißen Wärmeaustauschfläche und 2,219 % bei der heißen Fluidströmung, was die Korrektheit des numerischen Modells beweist. Unterschiede in der Wärmeübertragungsleistung und Widerstandsmerkmalen von PCHE bei verschiedenen hydraulischen Durchmessern, Wanddicken und heißen Wärmeaustausch-Einlasstemperaturen wurden verglichen und analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass der hydraulische Durchmesser und der Gesamtwärmeübertragungskoeffizient und der Druckabfall umgekehrt proportional sind, wobei der Druckabfall am kalten Ende größer ist als am heißen Ende; die Wanddicke ist umgekehrt proportional zum Gesamtwärmeübertragungskoeffizient, aber der Druckabfall reagiert nicht empfindlich auf die Änderung der Wanddicke; je höher die heiße Wärmeaustausch-Einlasstemperatur ist, desto kleiner sind der Gesamtwärmeübertragungskoeffizient und der Druckabfall. Die Forschungsergebnisse können als Referenz für die geometrische Gestaltung und die thermodynamische Leistung von PCHE dienen.

Plattenwärmetauscher; Wärmeübertragungsleistung; Z-förmiger Kanal; superkritisches Kohlendioxid; Brayton-Kreislauf; Segmentdesign