在變化磁場中某些磁性材料存在勵磁放熱、去磁吸熱的特性,這種特性被稱為磁熱效應(yīng)。通常磁熱效應(yīng)有兩種表征參數(shù),絕熱溫變ΔTad與等溫磁熵變ΔSM。磁制冷循環(huán)是基于材料的磁熱物性來實現(xiàn)的。類似于蒸汽壓縮式制冷循環(huán),擁有磁熱效應(yīng)的工質(zhì)在低溫環(huán)境下去磁吸收熱量,并在高溫環(huán)境下磁化釋放熱量,從而形成了一個完整的制冷循環(huán)。主動磁制冷循環(huán)是磁制冷中重要的應(yīng)用循環(huán)之一,由主動磁回?zé)崞?Active Magnetic Regenerator,縮寫AMR)與基本磁制冷循環(huán)構(gòu)成,如兩個等磁場過程和兩個等熵過程構(gòu)成的主動磁Brayton循環(huán),循環(huán)運行過程如圖1所示。小型室溫磁制冷系統(tǒng)由同心Halbach永磁體組、主動磁回?zé)崞鳌⒏叩蜏負Q熱器及換熱流體、驅(qū)動控制與采集系統(tǒng)等組成。
總 結(jié):
搭建了一臺小型旋轉(zhuǎn)式室溫磁制冷系統(tǒng)并進行了初步性能實驗研究。樣機選用了同軸Halbach永磁組,對主動回?zé)崞鞫松w處進行了雙通道設(shè)計,其多軸伺服驅(qū)動器分別對磁體和水力活塞進行時序相位控制。系統(tǒng)采用了0.55—0.80 mm的釓球作為磁制冷工質(zhì)、pH值11的NaOH溶液為換熱流體,在運行頻率0.6 Hz下,獲得13.3 K的大無負荷制冷溫跨,在0.40 Hz運行頻率下,獲得佳利用系數(shù)0.35,此時無負荷大制冷溫跨為12.1 K。通過對高低溫端制冷溫跨、利用系數(shù)等參數(shù)的初步研究,考察了室溫磁制冷系統(tǒng)運行特性,尋找室溫樣機的優(yōu)工作參數(shù),為下一步實驗樣機的改造和擴大實驗參數(shù)測試提供指導(dǎo),為其它磁制冷樣機的研究提供借鑒。