復(fù)合式永磁室溫磁制冷機制冷性能研究.pdf

1、室溫磁制冷是一種新型的制冷技術(shù)，與傳統(tǒng)蒸汽壓縮制冷技術(shù)相比，室溫磁制冷技術(shù)不會引起溫室效應(yīng)，不破壞臭氧層，對環(huán)境無危害，熱力學(xué)循環(huán)效率高。本文介紹了一種新型的復(fù)合式永磁室溫磁制冷機。主要部件是磁場系統(tǒng)和磁熱效應(yīng)材料填充的多孔主動磁蓄冷器。兩套磁場平行排列通過齒輪嚙合使兩個磁場的相位差始終保持180度。這樣既提高頻率也能快速在蓄冷器內(nèi)形成溫跨。磁場強度變化差值1.5 T左右。通過內(nèi)外筒的相對轉(zhuǎn)動就可以為磁性材料提供所需的磁場完成Brayt

2、on熱力學(xué)循環(huán)。
　　為了實現(xiàn)在100升左右的冷端箱體中制冷，研究了室溫磁制冷機采用不同材料、制冷循環(huán)周期、磁蓄冷床和磁場系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對制冷溫跨、冷端最低溫、降溫速度和制冷功率等制冷性能的影響。
　　本文首先以Gd基球形顆粒磁性材料為標(biāo)準(zhǔn)，粒徑0.3—0.5mm左右，孔隙率36％左右。研究了換熱流體循環(huán)體積對制冷性能的影響，目的是確定出換熱流體的最佳單次循環(huán)體積，在其他條件不變情況下，使室溫磁制冷機達到最佳制冷效果。
　　

3、其次，為了確定不同居里溫度磁制冷材料的制冷性能，對不同室溫下制冷溫跨與制冷功率做了研究。確定了室溫對磁蓄冷床的影響和合適的制冷功率公式。三種Gd基合金，117升制冷空間2小時左右可以將冰箱溫跨降低15.9K左右，制冷功率達到186W左右。研究了四種磁蓄冷床在適合溫區(qū)的降溫情況和降溫速度。其中第一臺磁制冷機累計運行時間超過236小時，運行穩(wěn)定。
　　再者，比較了兩種不同磁場強度的室溫磁制冷機的制冷性能?？紤]降低成本，設(shè)計的小磁場強度

4、室溫磁制冷機，減少永磁體用量，增加磁制冷材料情況下的制冷性能優(yōu)異。在65升制冷空間中，采用Gd和三種GdEr合金可以達到最大冷熱端溫跨26.4K，最大制冷溫跨達到21K，冷端最低溫度達到269.4K(-3.6℃)，冷室溫度突破272K(-1℃)。
　　最后，研究小磁場強度室溫磁制冷機和四種居里溫度的LaFeCoSi合金做成四段制冷工質(zhì)磁蓄冷床的制冷效果。分別分析了周期和等磁場過程換熱角度對該結(jié)構(gòu)的室溫磁制冷機制冷性能的影響，在換熱