西安交通大学学报
西安交通大學學報
서안교통대학학보
JOURNAL OF XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY
2009年
3期
31-35
,共5页
室温磁制冷%活性蓄冷器%制冷性能%数值模拟
室溫磁製冷%活性蓄冷器%製冷性能%數值模擬
실온자제랭%활성축랭기%제랭성능%수치모의
鉴于活性蓄冷器作为室温磁制冷核心部件,建立了活性蓄冷器二维复杂多孔介质模型,采用分子场理论计算励(退)磁过程磁性工质温度及磁熵变化,考虑了非Darcy效应、驻留流体、两相热扩散效应、热流边界效应及流体物性非定常的影响.采用有限差分法对两相能量方程进行离散求解.通过计算结果与实验结果的比较对模型进行了验证,认为所建模型能有效反映蓄冷器运行规律并模拟其内部温度分布.数值模拟结果显示:磁场强度变化为2.18 T条件下蓄冷器内金属Gd在其居里点处的温度改变为1.85 K;蓄冷器内部温度梯度明显,微元循环存在显著复叠现象;热流边界效应会导致蓄冷器制冷性能下降,流量较大时物性参数对制冷性能影响较大;在壁面热流通量为5 W/m2的条件下,蓄冷器获得的最大制冷量为201.8 W,对应性能系数为4.79.
鑒于活性蓄冷器作為室溫磁製冷覈心部件,建立瞭活性蓄冷器二維複雜多孔介質模型,採用分子場理論計算勵(退)磁過程磁性工質溫度及磁熵變化,攷慮瞭非Darcy效應、駐留流體、兩相熱擴散效應、熱流邊界效應及流體物性非定常的影響.採用有限差分法對兩相能量方程進行離散求解.通過計算結果與實驗結果的比較對模型進行瞭驗證,認為所建模型能有效反映蓄冷器運行規律併模擬其內部溫度分佈.數值模擬結果顯示:磁場彊度變化為2.18 T條件下蓄冷器內金屬Gd在其居裏點處的溫度改變為1.85 K;蓄冷器內部溫度梯度明顯,微元循環存在顯著複疊現象;熱流邊界效應會導緻蓄冷器製冷性能下降,流量較大時物性參數對製冷性能影響較大;在壁麵熱流通量為5 W/m2的條件下,蓄冷器穫得的最大製冷量為201.8 W,對應性能繫數為4.79.
감우활성축랭기작위실온자제랭핵심부건,건립료활성축랭기이유복잡다공개질모형,채용분자장이론계산려(퇴)자과정자성공질온도급자적변화,고필료비Darcy효응、주류류체、량상열확산효응、열류변계효응급류체물성비정상적영향.채용유한차분법대량상능량방정진행리산구해.통과계산결과여실험결과적비교대모형진행료험증,인위소건모형능유효반영축랭기운행규률병모의기내부온도분포.수치모의결과현시:자장강도변화위2.18 T조건하축랭기내금속Gd재기거리점처적온도개변위1.85 K;축랭기내부온도제도명현,미원순배존재현저복첩현상;열류변계효응회도치축랭기제랭성능하강,류량교대시물성삼수대제랭성능영향교대;재벽면열류통량위5 W/m2적조건하,축랭기획득적최대제랭량위201.8 W,대응성능계수위4.79.
