一种往复-旋转复合式室温磁制冷机研制及性能测试

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本文在全面了解国内外室温磁制冷技术研究现状的基础上，详细研究了室温磁制冷机的发展现状及趋势。在现有工作的基础上研究、开发了一台配置双旋转磁体的室温磁制冷机，并对其实际运作性能进行了测试。初步研究了影响磁制冷机性能的因素，并探讨了一种简易评价室温磁制冷材料制冷能力的方法。
　　本文研发的室温磁制冷机是在包头稀土研究院研发的多种型号往复式室温磁制冷机和旋转式室温磁制冷机的基础上开发的。往复式室温磁制冷机因其循环频率受原理限制，无法达到更高的制冷效果。而旋转式室温磁制冷机虽然能够达到很高的频率，但是其热交换系统复杂，故障率高。为了避免这些缺点本文研发的室温磁制冷机提出一种折中方案，即利用一种通过旋转相对位置能够改变磁场分布情况的双旋转永磁磁场系统来代替上述两类室温磁制冷机中常用的固定永磁磁场系统。如此既可以保证室温磁制冷机的循环系统尽可能简单可靠，又能够是循环频率大幅度提高。
　　本文按照概念设计、总体设计、分部设计和总装测试的顺序对该型室温磁制冷机进行了设计、制造和测试。在分部设计过程中采用较为先进的 ProE三维辅助设计软件进行了整机机械部件的设计、模拟和校核；采用先进的触摸屏结合PLC的核心设计集成设计了该型室温磁制冷机的控制和数据采集系统。制造完成的该型室温磁制冷机在测试是实现了空载19.8℃的制冷温差和24W的最大制冷功率；在冷端4L负载的情况下实现了18.6℃的制冷温差。
　　该型磁制冷机还作为测试平台，对LaFeCoSi基化合物的实际制冷效果进行了测试工作。分别测试了LaFe10.98Co0.92Si1.10B0.2球形颗粒及不规则颗粒的制冷温差及制冷功率，测试了LaFe11.05Co0.85Si1.10B0.2与 LaFe10.98Co0.92Si1.10B0.2两种化合物球形颗粒串接在制冷床中的制冷温差及功率。串接材料能提高制冷温差，但不能提高制冷功率。

著录项

作者
程娟;
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作者单位

河北工业大学;

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授予单位河北工业大学;
学科材料工程
授予学位硕士
导师姓名刘国栋;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类制冷机;
关键词
磁制冷机; 制冷温差; 制冷功率; 设计制造; 性能测试;

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