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算機(jī)模擬常溫磁制冷試驗并分析實驗的結(jié)果。呈現(xiàn)出材料在磁暫態(tài)磁再生過程等四個連續(xù)過程的詳細(xì)變化情況，用短暫的方法來確定穩(wěn)定運行中的溫度分布。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)和四個連續(xù)過程的流體力學(xué)開發(fā)出來的模型在蓄熱結(jié)合磁熱效應(yīng)的熱波段得到應(yīng)用?；竟娇梢越?jīng)過模擬磁制冷系統(tǒng)的設(shè)計參數(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)的將會是一個高效環(huán)保的技術(shù)[12]。磁性材料中由于增加和減少磁場會產(chǎn)生相應(yīng)的溫度變化，其熱泵循環(huán)中作為一個固體制冷劑。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]。對磁性材料應(yīng)用到常溫磁制冷的研究已經(jīng)開展[67]，磁制冷的應(yīng)用項目已經(jīng)[811]運用到各個不同的項目中。本文的目的在于描述用于磁再生制冷的制冷試驗臺以及用模型的操作條件來定性的描述基于磁性材料磁

3、制冷的現(xiàn)象。根據(jù)模型的試驗結(jié)果，利用流體力學(xué)及磁熱力學(xué)的知識進(jìn)行分析，雖然磁制冷的溫度分布已經(jīng)在穩(wěn)態(tài)工作過程中得到[1215]，但是沒有專業(yè)的模型可以用于基于該系統(tǒng)性能評估過程的瞬態(tài)響應(yīng)。磁再生的制冷系統(tǒng)中的再生現(xiàn)象由于具有瞬時性而顯得復(fù)雜。在氣體制冷劑和材料的加熱和冷卻過程中，短暫的過程又是這種制冷系統(tǒng)的最重要的過程。它是在確定的時間內(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，改變設(shè)計參數(shù)也會對實驗結(jié)果有很大的影響，因

4、為環(huán)境溫度針對的只是暫態(tài)過程。為了更好的分析和設(shè)計最佳的磁制冷再生系統(tǒng)，需要考慮每個參數(shù)的瞬態(tài)階段的影響。瞬態(tài)過程還影響試驗臺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)的開發(fā)和利用。對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算[

5、22]納米復(fù)合材料簇可能會在較大的溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生較大的MCE，對磁制冷系統(tǒng)來說，與其他的制冷劑相比，有幾個顯著的優(yōu)點，包括密切注視在增加溫度變化的高溫低磁場中的工作能力[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。主動磁回?zé)岬幕狙b置[24]類似于一個普通的再生器，不同之處在于該材料的物理性質(zhì)是隨磁場的增加和去除而變化。一個ＡＲＭ周期包括以下幾個

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