本文關(guān)鍵詞：復(fù)合式永磁室溫磁制冷機(jī)制冷性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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(jī)。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1.5T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Brayton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(jī)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(jī)達(dá)到最佳制冷效果。 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(dá)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(jī)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(jī)的制冷性能�？紤]降低成本，設(shè)計的小磁場強度室溫磁制冷機(jī)，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(dá)到最大冷熱端溫跨26.4K，最大制冷溫跨達(dá)到21K，冷端最低溫度達(dá)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(jī)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(jī)制冷性能的影響，，在換熱流體循環(huán)量不變情況下，周期越小制冷效果越好。等磁場過程換熱角度越小，制冷效果都越好。絕熱過程所需時間越短也越符合熱力學(xué)循環(huán)的絕熱退磁理論。
【關(guān)鍵詞】：磁制冷 Brayton 制冷工質(zhì) 溫跨 利用率
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB651
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文獻(xiàn)綜述10-20
• 1.1 室溫磁制冷與國內(nèi)外磁制冷機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.1.1 國外室溫磁制冷機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.1.2 國內(nèi)室溫磁制冷機(jī)的研究現(xiàn)狀13
• 1.2 室溫磁制冷機(jī)的工作原理13-15
• 1.2.1 主動磁蓄冷技術(shù)13-14
• 1.2.2 磁熱效應(yīng)14-15
• 1.3 磁制冷機(jī)的熱力學(xué)循環(huán)與磁場選擇15-16
• 1.3.1 磁制冷機(jī)工作的熱力學(xué)循環(huán)15-16
• 1.3.2 磁場中的磁體與磁性材料的選擇16
• 1.4 室溫磁制冷的研究意義16-17
• 1.5 室溫磁制冷機(jī)的分類方法17
• 1.6 室溫磁制冷存在的問題與發(fā)展趨勢17-18
• 1.6.1 存在的問題17
• 1.6.2 磁熱效應(yīng)材料的制備及對換熱的影響17-18
• 1.7 本文的研究內(nèi)容18-20
• 2 室溫磁制冷機(jī)的組成20-29
• 2.1 磁蓄冷床20-23
• 2.1.1 主動磁蓄冷床與其結(jié)構(gòu)20-21
• 2.1.2 磁蓄冷床的孔隙率21-23
• 2.2 磁場23-26
• 2.3 熱交換流體的循環(huán)系統(tǒng)26-27
• 2.4 冷端箱體及其結(jié)構(gòu)27-28
• 2.5 實驗數(shù)據(jù)測量與采集28-29
• 3 對自主研制的室溫磁制冷機(jī)的初步研究29-41
• 3.1 確定換熱流體的最佳循環(huán)量29-30
• 3.2 研究磁制冷機(jī)的冷熱端溫跨30-32
• 3.3 室溫對室溫磁制冷機(jī)制冷性能影響32-33
• 3.4 制冷功率和制冷能力的分析研究33-36
• 3.4.1 采用直流電源加熱法計算磁制冷機(jī)功率34
• 3.4.2 根據(jù)熱交換溫差計算磁制冷機(jī)功率34-35
• 3.4.3 磁制冷機(jī)的制冷系數(shù) COP 與實際制冷功率35-36
• 3.5 研究多種 AMR 的對比試驗36-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 4 研究磁場結(jié)構(gòu)和運行參數(shù)對室溫磁制冷機(jī)的影響41-52
• 4.1 研究磁場結(jié)構(gòu)和 MCM 對制冷性能的影響41-47
• 4.1.1 前言41-42
• 4.1.2 研究一種 MCM 在兩種磁場下的制冷性能42-43
• 4.1.3 研究四種等量 Gd 合金基球形顆粒 MCM 在兩種磁場下的制冷性能43-45
• 4.1.4 四段鑭鐵鈷硅的制冷效果45-46
• 4.1.5 室溫磁制冷機(jī)的利用率46-47
• 4.2 研究不同換熱角度和不同周期對制冷性能的影響47-51
• 4.2.1 研究等磁場過程的換熱角度對制冷性能的影響47-49
• 4.2.2 研究周期制冷性能的影響49-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 結(jié)論52-53
• 參考文獻(xiàn)53-58
• 在學(xué)研究成果58-59
• 致謝59

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 金培育;黃焦宏;劉翠蘭;郭鋒;劉金榮;邱巨峰;閆宏偉;;室溫磁熱效應(yīng)直接測量儀的研制[J];稀土;2007年06期

2 付浩,陳云貴,唐永柏,涂銘旌,李煥杏,王保木,薛勤秀;制冷機(jī)用稀土磁性材料及其形狀尺寸與加工[J];制冷與空調(diào)(四川);2002年01期

3 黃焦宏,金培育,劉金榮,徐來自,張久興;磁熱效應(yīng)的直接測量與測量儀器[J];稀有金屬;2005年04期

4 金培育;黃焦宏;閆宏偉;劉翠蘭;程娟;鄧沅;;數(shù)控往復(fù)式室溫磁制冷機(jī)的研制[J];稀土;2012年06期

5 程娟;劉國棟;黃焦宏;劉翠蘭;金培育;閆宏偉;;Refrigeration effect of La(FeCoSi)_(13)B_(0.25) compounds and gadolinium metal in reciprocating magnetic refrigerator[J];Journal of Rare Earths;2013年12期

6 金培育;黃焦宏;楊占峰;閆宏偉;劉翠蘭;程娟;;磁制冷技術(shù)的新進(jìn)展[J];稀土;2014年03期

7 金培育;黃焦宏;閆宏偉;楊占峰;張英德;李兆杰;;筒式永磁室溫磁制冷機(jī)的研制[J];稀土;2014年05期

8 ;Development of permanent magnetic refrigerator at room temperature[J];Rare Metals;2006年S1期

  本文關(guān)鍵詞：復(fù)合式永磁室溫磁制冷機(jī)制冷性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：412941