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低温磁制冷技术的磁制冷原理及特点
怀恋的团团 / 2021-10-08

 


 

  本世纪二十年代末,科学家发现了磁性物质在磁场作用下温度升高的现象,即磁热效应。随后许多科学家和工程师对具有磁热效应的材料、磁制冷技术及装置进行了大量的研究开发工作。

  

磁制冷原理及特点


  ⑴磁制冷就是利用磁热效应,又称磁卡效应(Magneto-CaloricEffect,MCE)的制冷。磁热效应是指磁制冷工质在等温磁化时向外界放出热量,而绝热去磁时温度降低,从外界吸收热量的现象。

 

  例如对于铁磁性材料来说,磁热效应在它的居里温度(磁有序-无序转变的温度)附近最为显著,当作用有外磁场时,该材料的磁熵值降低并放出热量;反之,当去除外磁场时,材料的磁熵值升高并吸收热量,这和气体的压缩-膨胀过程中所引起的放热-吸热的现象相似。



  ⑵磁制冷是一项绿色环保的制冷技术。与传统制冷相比,磁制冷是采用磁性物质作为制冷工质,对大气臭氧层无破坏作用,无室温效应,单位制冷率高,能耗、运动部件少,因此机械振动及噪声小,工作频率低,可靠性高。在热效率方面,磁制冷可以达到卡诺循环的30%~60%,而依靠气体压缩-膨胀的制冷循环一般只能达到5%~10%。

 

磁制冷应用范围广泛,从μK、mK及到室温以上均适用。在低温领域,磁制冷技术在制取液氮、液氦、尤其是绿色能源液氢方面有较好的应用前景;在高温特别是近室温领域,磁制冷在冰箱、空调及超市食品冷冻系统方面有广阔的应用前景。

 

 

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