室溫磁制冷機(jī)熱交換的模擬與分析.pdf

1、室溫磁制冷技術(shù)是高效、節(jié)能、環(huán)保性制冷技術(shù)。雖然室溫磁制冷技術(shù)還沒(méi)有得到商業(yè)性應(yīng)用，但近期研究表明該技術(shù)有望取代傳統(tǒng)制冷技術(shù)，得到實(shí)際應(yīng)用。室溫磁制冷技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其中有效的熱交換是提高磁制冷機(jī)效率的重要組成部分。為了深入了解磁制冷機(jī)熱交換的規(guī)律，本文工作用改進(jìn)的納維—斯托克斯方程建立了基于主動(dòng)蓄冷技術(shù)(AMR)循環(huán)原理的直線往復(fù)式磁制冷機(jī)制冷床內(nèi)熱交換的理論模型，并用數(shù)值計(jì)算方法模擬了釓為磁工質(zhì)的磁制冷循環(huán)。在一維熱傳

2、導(dǎo)模型中重點(diǎn)討論了孔隙度對(duì)制冷床冷端和熱端溫度跨度的影響。當(dāng)其它參數(shù)不變的條件下，討論了換熱流體流速對(duì)磁制冷機(jī)制冷能力的影響，以及循環(huán)頻率對(duì)磁制冷機(jī)制冷能力的影響。在二維模型中主要討論了制冷床內(nèi)溫度分布特點(diǎn)，進(jìn)而討論了制冷床長(zhǎng)度對(duì)溫度分布的影響。研究結(jié)果表明:
　　在一維模型計(jì)算中,孔隙度在0.15-0.4取值時(shí)，孔隙度越小制冷效果越好;循環(huán)頻率在0.21-0.42Hz取值時(shí)，頻率越大制冷能力越好;傳熱流體速度在0.2m/s-0.

3、4m/s取值時(shí)，流速越大制冷能力越好。
　　在二維模型計(jì)算中，制冷床內(nèi)溫度呈梯度分布，靠近熱端的溫度高，靠近冷端的溫度低。在循環(huán)時(shí)間不變的條件下，增加制冷床長(zhǎng)度，溫跨不變，但制冷床內(nèi)溫度分布不均勻，造成這種現(xiàn)象的原因可能是熱交換沒(méi)有充分完成。當(dāng)繼續(xù)加長(zhǎng)操作時(shí)間時(shí)，制冷床內(nèi)熱交換與外界達(dá)到平衡，溫跨加大，且溫度呈均勻梯度分布。說(shuō)明在充分熱交換的條件下，制冷床內(nèi)的溫跨隨制冷床的加長(zhǎng)而加大。
　　本工作對(duì)現(xiàn)代磁制冷機(jī)內(nèi)熱傳導(dǎo)過(guò)程的