常溫磁制冷蓄熱分析

1、常溫磁制冷蓄熱分析常溫磁制冷蓄熱分析摘要利用計(jì)算機(jī)模擬常溫磁制冷試驗(yàn)并分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。呈現(xiàn)出材料在磁暫態(tài)磁再生過(guò)程等四個(gè)連續(xù)過(guò)程的詳細(xì)變化情況，用短暫的方法來(lái)確定穩(wěn)定運(yùn)行中的溫度分布。磁熱床的熱端和冷端之間保持5℃的溫度差異是確保再生進(jìn)行的條件。由傳熱學(xué)和四個(gè)連續(xù)過(guò)程的流體力學(xué)開(kāi)發(fā)出來(lái)的模型在蓄熱結(jié)合磁熱效應(yīng)的熱波段得到應(yīng)用?；竟娇梢越?jīng)過(guò)模擬磁制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)中導(dǎo)出。關(guān)鍵詞：磁制冷再生循環(huán)建模傳熱1.1.概述概述相比于傳統(tǒng)的蒸汽壓

2、縮循環(huán)系統(tǒng)，磁制冷是最近發(fā)現(xiàn)的將會(huì)是一個(gè)高效環(huán)保的技術(shù)[12]。磁性材料中由于增加和減少磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的溫度變化，其熱泵循環(huán)中作為一個(gè)固體制冷劑。磁性材料曾經(jīng)用于氣體液化系統(tǒng)中[3]，低溫應(yīng)用[4]在工業(yè)和商業(yè)制冷及空調(diào)工序中得到廣泛應(yīng)用[5]。對(duì)磁性材料應(yīng)用到常溫磁制冷的研究已經(jīng)開(kāi)展[67]，磁制冷的應(yīng)用項(xiàng)目已經(jīng)[811]運(yùn)用到各個(gè)不同的項(xiàng)目中。本文的目的在于描述用于磁再生制冷的制冷試驗(yàn)臺(tái)以及用模型的操作條件來(lái)定性的描述基于磁性材料磁

3、制冷的現(xiàn)象。根據(jù)模型的試驗(yàn)結(jié)果，利用流體力學(xué)及磁熱力學(xué)的知識(shí)進(jìn)行分析，雖然磁制冷的溫度分布已經(jīng)在穩(wěn)態(tài)工作過(guò)程中得到[1215]，但是沒(méi)有專業(yè)的模型可以用于基于該系統(tǒng)性能評(píng)估過(guò)程的瞬態(tài)響應(yīng)。磁再生的制冷系統(tǒng)中的再生現(xiàn)象由于具有瞬時(shí)性而顯得復(fù)雜。在氣體制冷劑和材料的加熱和冷卻過(guò)程中，短暫的過(guò)程又是這種制冷系統(tǒng)的最重要的過(guò)程。它是在確定的時(shí)間內(nèi)獲得定量的溫度所需的加在制冷床兩端的溫度跨度的大小，另外，改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)也會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有很大的影響，因

4、為環(huán)境溫度針對(duì)的只是暫態(tài)過(guò)程。為了更好的分析和設(shè)計(jì)最佳的磁制冷再生系統(tǒng)，需要考慮每個(gè)參數(shù)的瞬態(tài)階段的影響。瞬態(tài)過(guò)程還影響試驗(yàn)臺(tái)兩端溫度變化的幅值大小。本研究的結(jié)果可以提供許多有關(guān)的信息，實(shí)際效率由磁再生制冷系統(tǒng)控制，需要克服的技術(shù)障礙是顯示領(lǐng)域的技術(shù)，它限制了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和利用。對(duì)這些可以傳常溫磁制冷蓄熱分析2GdSiGe[18]合金，具有多邊結(jié)構(gòu)的材料[19]和鈣鈦礦[20]的材料。我們從理論上得到的結(jié)論[21]是基于制冷劑容量的計(jì)算[

5、22]納米復(fù)合材料簇可能會(huì)在較大的溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生較大的MCE，對(duì)磁制冷系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，與其他的制冷劑相比，有幾個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)，包括密切注視在增加溫度變化的高溫低磁場(chǎng)中的工作能力[23]，該活性蓄冷器（AMR）是種特定的再生磁制冷劑，在其中磁性材料即充當(dāng)制冷介質(zhì)和作為再生的熱介質(zhì)，又在多孔的基體里工作作為傳熱媒介。主動(dòng)磁回?zé)岬幕狙b置[24]類(lèi)似于一個(gè)普通的再生器，不同之處在于該材料的物理性質(zhì)是隨磁場(chǎng)的增加和去除而變化。一個(gè)ＡＲＭ周期包括以下幾個(gè)

6、部分，試驗(yàn)臺(tái)磁化時(shí)，磁材料升溫，流體流經(jīng)試驗(yàn)臺(tái)；冷卻流過(guò)試驗(yàn)臺(tái)流體，熱量傳遞至熱量交換器；床去磁時(shí)，冷卻流體和磁材料；由熱到冷的流體流過(guò)磁化床，熱量傳遞至熱量交換器。圖一向我們展示了在瞬態(tài)過(guò)程開(kāi)始的過(guò)程，用于制冷機(jī)床兩端的溫度與時(shí)間的曲線圖。在第一個(gè)周期可以與退磁過(guò)程一起開(kāi)始及整個(gè)磁化床冷卻到最低溫度，在冷卻的過(guò)程中，每一端床的溫度在隨時(shí)間的不同而有不同的變化。在以下的磁化過(guò)程中，磁化床的兩端加熱，最后，在周期的最后一個(gè)過(guò)程，床兩端溫度