হাইড্রোজেন প্রি-কুলিংয়ের জন্য সেরা হিট এক্সচেঞ্জার প্রযুক্তি কোনটি?

মূল প্রশ্নের উত্তর: হাইড্রোজেন রিফুয়েলিং স্টেশনে হাইড্রোজেন প্রি-কুলিংয়ের জন্য সবচেয়ে উন্নত এবং কার্যকর হিট এক্সচেঞ্জার প্রযুক্তি কোনটি? হাইড্রোজেন প্রি-কুলিংয়ের জন্য নিঃসন্দেহে সেরা হিট এক্সচেঞ্জার প্রযুক্তি হল ডিফিউশন-বন্ডেড মাইক্রোচ্যানেল হিট এক্সচেঞ্জার, যা প্রায়শই একটি প্রিন্টেড সার্কিট হিট এক্সচেঞ্জার (PCHE) হিসাবে প্রয়োগ করা হয়। কারণ গাড়ির স্টোরেজ ট্যাঙ্কে দ্রুত হাইড্রোজেন ডিসপেন্সিং অ্যাডিয়াব্যাটিক কম্প্রেশনের কারণে তীব্র অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা বৃদ্ধি ঘটায়, স্টেশনগুলিকে গ্যাসকে প্রায় -40°C তাপমাত্রায় প্রি-কুল করতে হয়। ডিফিউশন-বন্ডেড মাইক্রোচ্যানেল হিট এক্সচেঞ্জারগুলি একটি অতি-কমপ্যাক্ট ফুটপ্রিন্ট, জিরো-গ্যাসকেট লিক সুরক্ষা এবং 100 MPa পর্যন্ত চরম অপারেটিং চাপ সহ্য করার ক্ষমতাকে একত্রিত করে সর্বোচ্চ তাপীয় দক্ষতার সাথে এটি অর্জন করে।

একটি ফুয়েল সেল ইলেকট্রিক ভেহিকেল (FCEV) পাঁচ মিনিটেরও কম সময়ে রিফুয়েল করার জন্য একটি অনবোর্ড কার্বন-ফাইবার কম্পোজিট ট্যাঙ্কে উচ্চ-চাপের গ্যাস (35 MPa থেকে 70 MPa বা তার বেশি) স্থানান্তর করতে হয়। এই দ্রুত ভর স্থানান্তর তীব্র থার্মোডাইনামিক হিটিং তৈরি করে:

• অ্যাডিয়াব্যাটিক কম্প্রেশন সমস্যা: উচ্চ-চাপের গ্যাস গাড়ির অবশিষ্ট আয়তনে প্রবেশ করার সাথে সাথে, গ্যাস দ্রুত সংকুচিত হয়, গতিশক্তিকে তাপে রূপান্তরিত করে যা স্টোরেজ তাপমাত্রা কঠোর 85°C সুরক্ষা সীমা অতিক্রম করতে পারে।
• -40°C প্রি-কুলিংয়ের প্রয়োজনীয়তা: ট্যাঙ্কের লাইনারগুলির তাপীয় অবক্ষয় রোধ করতে এবং গাড়িটি 100% স্টেট-অফ-চার্জ (SoC) অর্জন করে তা নিশ্চিত করতে, স্টেশন ডিসপেন্সারগুলিকে অবশ্যই হাইড্রোজেনকে একটি উচ্চ-কার্যকারিতা সম্পন্ন প্রি-কুলারের মাধ্যমে চালিত করতে হবে যা এর তাপমাত্রা -40°C এ নামিয়ে আনে।
• কাঠামোগত চ্যালেঞ্জ: এই পরিস্থিতিতে ঐতিহ্যবাহী হিট এক্সচেঞ্জারগুলি ব্যর্থ হয় কারণ স্ট্যান্ডার্ড গ্যাসকেটগুলি গুরুতর থার্মাল সাইক্লিংয়ের অধীনে ক্ষয়প্রাপ্ত হয় এবং কম-চাপের ডিজাইনগুলি আধুনিক হাইড্রোজেন পরিকাঠামোর জন্য প্রয়োজনীয় চরম সাইক্লিক চাপ নিরাপদে পরিচালনা করতে পারে না।

ডিফিউশন-বন্ডেড মাইক্রোচ্যানেল ইউনিটগুলি বেশ কয়েকটি অনন্য কাঠামোগত সুবিধার কারণে হাইড্রোজেন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য তাপীয় প্রকৌশলের শিখরকে প্রতিনিধিত্ব করে:

• গ্যাসকেট ছাড়া সলিড মনোলিথিক কোর: ধাতব শিমগুলিতে (সাধারণত 316L স্টেইনলেস স্টিল) মাইক্রো-স্কেল ফ্লো পাথগুলি রাসায়নিকভাবে এচিং করে এবং উচ্চ-তাপমাত্রার ডিফিউশন ওয়েল্ডিং ব্যবহার করে সেগুলিকে একসাথে ফিউজ করে তৈরি করা হয়, এই এক্সচেঞ্জারগুলি যান্ত্রিক গ্যাসকেট, ব্রেজ জয়েন্ট এবং সম্ভাব্য লিকেজ পাথগুলি সম্পূর্ণরূপে দূর করে।
• ব্যতিক্রমী তাপীয় দক্ষতা এবং ক্লোজ অ্যাপ্রোচ: জটিল মাইক্রোচ্যানেল জ্যামিতি উচ্চ ফ্লুইড টার্বুলেন্স এবং একটি বিশাল সারফেস-এরিয়া-টু-ভলিউম অনুপাত তৈরি করে, যা কুলিং লুপ এবং হাইড্রোজেন স্ট্রিমের মধ্যে তাপমাত্রার একটি ব্যতিক্রমী ক্লোজ অ্যাপ্রোচ তৈরি করতে দেয়।
• চরম চাপ এবং ক্রায়োজেনিক সহনশীলতা: 100 MPa পর্যন্ত ডিজাইন চাপ এবং ক্রায়োজেনিক স্তরে (-253°C) তাপমাত্রা নেমে যাওয়ার অপারেটিং তাপমাত্রা পরিচালনা করার জন্য প্রত্যয়িত, তারা বাণিজ্যিক ফুয়েলিং অপারেশনের কঠোর চাপ বৃদ্ধি এবং থার্মাল শকগুলি সহজেই সহ্য করে।