非晶合金的磁热效应及磁蓄冷性能

非晶合金的功能物性开发是突破非晶合金应用瓶颈的关键点之一.磁相变是非晶合金的一个重要特征.利用非晶合金的磁相变所带来的独特效应,可以将其应用于制冷领域.一方面非晶合金的磁热效应可以作为磁制冷材料应用于磁制冷机,另一方面非晶合金的比热突变可以作为磁蓄冷材料应用于低温制冷机.本文就非晶合金的磁热效应和磁蓄冷性能的原理、特征及其应用前景进行了详细介绍.     

耦合高压斯特林制冷效应的复合磁制冷循环的数值模拟

本文借助计算流体力学软件, 对复合磁制冷机进行整机数值模拟分析. 以复合磁制冷机为建模原形, 分别计算了主动式磁制冷循环以及复合磁制冷循环. 利用模型计算分析了利用系数, 工作频率对主动式磁制冷的制冷效果影响, 同时模拟计算了不同相位角、不同频率下的复合磁制冷机的制冷效果, 计算得到适合复合磁制冷循环的最佳匹配相位角. 模拟计算结果对后续实验台的设计搭建有很好的指导作用.     

二级不可逆磁Brayton制冷循环性能分析及参数优化

建立受有限速率热传导和绝热过程不可逆性影响的二级磁Brayton制冷循环模型,导出循环的性能系数和制冷率表达式,分析等磁场过程的磁场比、绝热不可逆因子、等磁中冷过程等对二级不可逆磁Brayton制冷循环最大制冷率及相关参数的影响,所得结论能为提高磁制冷机的循环性能提供参数设计参考.     

G-M制冷机在高温超导磁储能磁体直接冷却中的应用研究

分析了超导磁储能直接冷却的特点,对G-M制冷机应用于超导磁储能直接冷却进行了方案设计和负荷计算;针对应用于超导磁储能冷却的G-M制冷机分析了热力参数对制冷系数和熵产率的影响;根据高温超导磁体冷却的实验结果,研究了G-M制冷机在磁储能直接冷却应用中的关键技术问题。     

平行板主动式磁回热器不均匀流道数值模拟研究

在平行板主动式磁回热器中,因板间隙不一致会形成不均匀流道。为研究流道不均匀程度对磁制冷机换热性能的影响,本文利用Comsol 5.4软件构建了二维、瞬态磁制冷模型。除了表征流道不均匀程度的相对标准偏差不同外,模型其余的几何结构与运行条件完全相同。通过对比不同相对标准偏差的磁制冷机温度云图和制冷温跨来衡量AMR的换热性能。模拟结果表明随着流道不均匀程度的增加,回热器冷端平均温度升高,36%标准偏差流道产生的制冷温跨为5.8 K,比均匀流道达到的11.1 K下降了约50%。当标准偏差高于36%时,制冷温跨减小程度降低。因此流道不均匀对磁制冷机换热性能有着较大的影响,实验过程中应采用良好的板叠AMR制作工艺尽量使得流道宽度一致。     

铁磁质斯特林制冷循环的优化分析

铁磁质斯特林制冷循环的优化分析林国星，严子浚（厦门大学物理系厦门３６１００５）关键词：铁磁质，制冷循环，优化分析一、引言磁制冷机在制冷效率和可靠性方面都优于传统的气体制冷机，且可减少环境污染，得到了世界各国普遍重视。而磁斯特林制冷循环是磁制冷机研制中...     

热滞对以LaFe_(11.6)Si_(1.4)为工质的回热Ericsson制冷循环性能的影响

一级相变材料LaFe_(11.6)Si_(1.4)是磁制冷应用中的重要磁热材料,其固有的磁滞和热滞对实际制冷循环性能有较大影响,然而现有文献对此尚未研究。本文基于考虑热滞影响的材料LaFe_(11.6)Si_(1.4)的等场热容实验数据,建立考虑热滞效应的回热Ericsson制冷循环,揭示热滞、非平衡回热和冷热源温度等对制冷循环主要热力学性能参量的影响,应用数值计算方法,比较了考虑热滞与否时制冷循环的净制冷量、性能系数等性能参量。研究结果能为磁制冷机循环的优化参数设计提供有益的参考。     

铁磁体中热磁电动势的测定

铁磁体中热磁电动势的测定单聚海（东北电力学院）一个磁矩是Ｍ的磁偶极子，在外磁场。里，具有的相互作用能是（图１）：Ｗ＝ＩＳＢｃｏｓａ＝Ｍ·Ｂ（１）而作用在其上的广义力（磁力矩）是对于铁磁性物质，磁矩Ｍ可以理解成自由电子的磁矩μ．在没有外磁场存在时，自由...     

磁制冷研究现状

在能源紧缺、全球气温上升、环境影响日趋严重的背景下,磁制冷作为一项高新绿色制冷技术,其发展前景为各国所看好。文中简要介绍了有关磁制冷样机的研究现状、磁制冷原理、磁制冷循环、磁制冷的关键技术,以及磁制冷的应用,并对磁制冷的趋势作出展望。     

磁热效应与磁冰箱

冰箱是日常生活中必不可少的家用电器，原来的普通冰箱大都以氟里昂为工作介质，采用气体压缩式制冷，这种致冷技术不仅工效低，噪声大，而且会排出大量的温室气体，对环境造成难以恢复的危害．能否找到一种更好的替代品呢72001年12月，美国能源部科研人员在艾奥瓦州立大学埃姆斯实验室制成了世界上第一台能在室温下工作的磁冰箱．这是一种利用铁磁性制冷工质进出磁场引起温度变化而在室温范围进行制冷的新方法，无污染、无噪音、使用寿命长，是21世纪最具发展前景的制冷技术．下面简要介绍一下磁制冷冰箱的工作原理．     

新型磁制冷材料--含Fe的Gd-Si-Ge

磁制冷材料的性能 ,可以用有效制冷容量RC来衡量 ,RC =ΔS× (T高 -T低) ,其中ΔS是可用磁熵度 ,T高 和T低 分别是制冷机的热端和冷端温度 .1997年 ,美国艾姆斯实验室的Gschneidner等报告了他们所发现的室温巨磁热效应材料Gd5Si2 Ge2 .不幸 ,后来的详细测试表明 ,该材料在磁制冷循环中会产生大的磁滞损失 ,从而使其应用价值受到影响 .在 5T的外场下 ,Gd5Si2 Ge2 的RC理想值是 30 5J/kg ,由于每循环的磁滞损失高达 6 5J/kg ,致使有效RC仅仅为 2 4 0J/kg .最近 ,来自美国国家标准技术研究院的ShallRD小组 ,发展了一种新的替代材料…     

新型复合室温磁制冷机实验性能研究

建立了一台新型旋转永磁体复合室温磁制冷机。通过实验,系统研究交变流动工质的系统工作频率和系统压力对磁制冷机性能的影响,并分析讨论实验结果。以氦气为换热流体工质,钆为磁性材料工质,在优化系统频率和系统压力条件下,磁制冷机获得了-7.7℃的最低无负荷制冷温度,以及10 K温差下50.5 W的最大制冷量。     

第一台永磁式室温磁制冷机问世

据中央电视台 2 0 0 2年 1月 4日报道 ,第一台在室温下工作的永磁式磁制冷机已经在美国Ａｓｔｒｏｎａｕ ｔｉｃｓＣｏｒｐ和ＡｍｅｓＬａｂ(以下称Ａ＆Ａ)研制成功 .1976年 ,Ｂｒｏｗｎ利用金属Ｇｄ(作为工作物质 )和水冷电磁铁 (提供 7Ｔ的工作场 )构成了第一台室温磁制冷机 ,此后 ,人们一直期待着 ,能够用结构轻巧的永磁铁代替笨重的电磁铁或超导磁铁 ,以便为磁制冷机提供工作场 .2 5年来 ,经过美、日、法、俄等国以及我国专业工作者的不懈的努力 ,这一梦想终于实现了 .金属Ｇｄ是强磁性材料 ,每个Ｇｄ原子具有 7μＢ(μＢ 是玻尔磁子 )…     

新型MnFe基复合磁热材料及其在回热制冷循环中的性能特性

基于三种MnFe基磁热材料的热容及等温磁熵变随温度变化的实验数据,本文应用热力学理论设计一种新型MnFe基复合磁热材料,获得三种组分磁热材料与复合材料的优化摩尔质量比,进一步以该复合磁热材料为工质构建回热式Ericsson和Brayton制冷循环,基于热力学分析和数值计算,比较这两种制冷循环的非平衡回热量、净制冷量及性能系数等重要热力学参量,同时将复合材料的相关结果与单组分磁热材料的加以对比,结果表明:复合材料的大磁熵变温区要比任何一种组分材料的宽得多,而以复合材料为工质的制冷循环的净制冷量在近15 K温区内都较大,所得结果能为室温磁制冷机的参数优化设计提供有益的参考。     

低温下二维绝缘铁磁体的磁振子软化

在二维正方绝缘铁磁系统基础上建立了一个磁振子-声子相互作用模型.利用格林函数方法研 究了磁振子-声子相互作用下的二维绝缘铁磁体的磁振子谱, 计算了布里渊区的主要对称点 线上的磁振子色散曲线.发现在布里渊区边界区域磁振子谱的软化和磁振子谱线增宽最明显. 比较了纵向声子与横向声子对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响，也讨论了各项参数 的变化对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响. 关键词： 磁振子-声子相互作用 磁振子软化 铁磁体 磁振子谱线增宽     

永磁式室温磁制冷机所能提供的最大制冷

处于永磁铁磁极之间的磁工质其内部的磁场强度H由磁铁工作点,工质形状,以及工质温度等多种因素决定。铁磁工作物质的磁化强度在居里温度附近变化剧烈,由此对永磁铁工作点产生的影响不能忽略。综合以上考虑,本文导出金属Gd叠片插入NdFeB磁极之间所引起的熵变,以及绝热磁化所发生的温度改变。进而以旋转式室温磁制冷机为例,给出1kgGd所能达到的最大制冷功率。这对预测室温磁制冷机的应用前景是很有意义的。     

热漏、热阻及回热特性对磁Ericsson制冷循环最优性能的影响

建立了同时考虑热漏、热阻及回热等主要不可逆因素的顺磁质 Ericsson制冷循环的模型。针对回热平衡与回热不平衡的情况 ,应用有限时间热力学理论 ,导出了制冷率与制冷系数间的基本优化关系 ,给出了制冷率、制冷系数的优化值域 ,结果反映了回热式制冷机的主要观测特征。讨论了基本优化关系的应用 ,分析了热漏、热阻及回热损失对制冷循环性能影响的本质差异     

磁热效应材料的研究进展

磁制冷技术的发展取决于具有大磁热效应磁制冷材料的研发进展.经过长期的工作积累,特别是近20年来的努力,许多新型磁制冷材料的探索和研究极大地促进了磁制冷技术的进步.本文介绍了磁热效应的基本原理和磁制冷研究的发展历史,系统综述了低温区和室温区具有大磁热效应的磁制冷材料的研究进展,重点介绍了一些受到较为关注的磁热效应材料的最新研究成果.低温区磁制冷材料主要包括具有低温相变的二元稀土基金属间化合物(RGa,RNi,RZn,RSi,R_3Co以及R_(12)Co_7)、稀土-过渡金属-主族金属三元化合物(RTSi,RTAl,RT_2Si_2,RCo_2B_2,RCo_3B_2)以及四元化合物RT_2B_2C等,其中R代表稀土元素,T代表过渡金属.这些材料一般都具有二级相变,具有良好的热、磁可逆性,也因其合金属性具有良好的导热性.室温区磁制冷材料主要包括Gd-Si-Ge,La-Fe-Si,Mn As基,Mn基Husler合金,Mn基反钙钛矿,Mn-Co-Ge,Fe-Rh以及钙钛矿氧化物等系列.这些材料一般都具有一级相变,多数在室温具有巨大的磁热效应而受到国内外的极大关注.其中,La-Fe-Si系列是国际上普遍认为具有重要应用前景的磁制冷工质之一,也是我国具有自主知识产权的材料.本文还对磁制冷材料的发展方向进行了展望.     

一种获得低温的制冷技术及其应用

本文介绍一种获得低温的制冷技术－Ｇ－Ｍ循环制冷机的工作原理及其热力学循环过程，以及循环过程中的温度特性，并介绍了Ｇ－Ｍ循环制冷机的应用。     

500mW/4.2K双级G—M型制冷机的实验研究

1前言近年来由于稀土磁性材料的发现和成功研制，使低温回热式气体制冷机的性能有了很大的提高，尤其是G－M型制冷机和脉管制冷机的效果更为明显。作者在1994年初自行设计的一台液氦温区双级ibM型制冷机上取得了3．0K的无负载制冷温度，制冷量515mw／4．ZK的好结果，重要的是这台制冷机的降温速度快，且其稳定性、复现性也较好。本文就该制冷机的设计、加工及实验结果作简要的总结，以利于直接到达液氦温区双级G—M型制冷机的设计和应用。2制冷机的设计2．1制冷机的设计参数制冷机的设计参数见表1。2．2设计原则（1）要保证第二级蓄冷器…