新型复合制冷的研究与应用

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:w818150
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着科学技术的不断发展,传统蒸汽压缩制冷技术已不能满足人们对于制冷技术日益增长的需求,并且该技术的大量使用已经产生并加剧了诸多全球性环境问题。为了应对传统制冷带来的臭氧空洞及全球变暖危机,亟需研发环境友好的新型制冷材料。基于铁质材料热效应的固态制冷技术因其环保高效的特性,受到了广泛关注。目前固态制冷的研究刚刚开始,还有很多问题值得深入研究。本研究从固态制冷出发,围绕新型复合制冷技术进行了新材料、新系统等的相关研究,旨在为推动高效复合制冷技术的发展提供可借鉴的研究基础。首先,采用溶液缓慢蒸发法制备了(C2H5NH3)2CuCl4(EA2CuCl4)晶体。前期研究发现其在低温下具有大的磁热效应,本文则通过对其室温区铁电相变过程的研究来获得其电热性能。结果表明EA2CuCl4具有较大的热释电系数p和唯象系数β,是一种新的电热材料。由于其在不同温区表现出不同的热效应,有望发挥多种制冷特性,实现多个温区的高效制冷。其次,采用溶胶凝胶法制备了P(VDF-TrFE)/Metglas复合材料。P(VDF-TrFE)具有巨电热效应,利用Metglas的磁致伸缩特性对P(VDF-TrFE)施加应力作用,探究应力对其电热制冷性能的增强效果。磁场从0变化到200 Oe的过程中,最大电极化强度Pmax从4.84μC/cm2增至5.63μC/cm2,最大熵变?Smax从14.2 J K-1 kg-1增至16.5 J K-1kg-1,制冷性能提高了16.78%,最佳工作温度从360 K变化至340 K,该结果证明应力能显著增强P(VDF-TrFE)的电热制冷性能,并能有效调控其工作温度。最后,以改善固态制冷换热效率低的问题为出发点,以磁制冷为代表建立了多种复合制冷模型,利用热电制冷响应迅速、热通量大的优势解决上述问题。通过对模拟结果分析发现,Gd/Bi2Te3复合结构不能提高系统的制冷性能,主要是因为热电制冷中起热载体的电荷不能像流体介质一样可以吸收连续的能量变化。Peltier元件的使用可以在一定程度上解决换热流体往复运动造成的系统损失,是热电制冷在磁制冷系统中应用的可行性方式之一,但增加Peltier元件后系统功耗增加,实现两者之间的平衡是今后的重点研究内容。
其他文献
漏电断路器作为低压配电系统中保证用电人员生命财产安全的保护电器,具备高可靠性、寿命长的特点。传统的寿命试验周期长,试验费用高,短期内不能够获得足够的失效数据对漏电断路器进行可靠性分析,如果能够对漏电断路器施加高应力,加快其性能退化过程,将可以大大缩短试验周期,仅利用加速退化数据建立退化模型即可完成漏电断路器的可靠性预测。因此,漏电断路器的性能退化试验研究以及分析不同应力之间的性能退化规律,对漏电断
钢纤维混凝土因其良好的抗裂性能在地坪、路面、桥面板等实际工程中可实现针对性应用。实际工程构件服役过程中应力往往具有规律的方向性,然而钢纤维混凝土中的钢纤维呈乱向分布,与拉应力方向不一致的钢纤维不能起增强增韧作用,导致增强效果没有完全发挥,以及钢纤维浪费和工程成本增加。控制钢纤维混凝土中钢纤维方向的排布,可以提高钢纤维的增强效率,节约材料成本,具有重要工程实际意义。目前,制备定向钢纤维混凝土一般利用
一个国家桥梁的数量代表着一个国家的经济实力,不同形式的桥梁给社会带来不同的效益。我国转体斜拉桥技术已经很成熟,但是对于大跨度、大重量转体桥的研究却处于中期,在转动体系、平衡体系及半漂浮体系宽幅面主梁等方面的研究还尚未成熟。因此需要根据大量实际工程来推动这些技术的发展。本课题依托龙岩大道高架桥项目工程对半漂浮体系钢箱梁斜拉桥的主梁安装及塔梁转体施工进行研究分析与设计。首先根据工程实际情况与工程经验确
磁致伸缩换能器在精密驱动、精密加工、超声换能、减振控制等诸多领域有着广泛的应用。在磁场激励的应用中,磁场感应的涡流损耗会降低器件的效率,但在应力激励的涡流阻尼被动减振中,应力感应的涡流损耗对改善工程结构的减振起着重要的作用。为此,本文首先分别对磁场激励和应力激励下,磁致伸缩材料(如Terfenol-D和Galfenol)涡流损耗线性动态模型及特性进行研究,在此基础上,建立了应力激励下Galfeno
随着对热处理工艺水平的要求不断提高,感应加热技术得到了迅速发展。在当前的热处理行业中,对金属带材如钢材进行加热处理成为行业发展趋势。横向磁通感应加热与纵向磁通感应加热相比,前者更适合对厚度较薄的金属带材进行加热,因此其得到了广泛应用。虽然横向磁通感应加热技术已经有了较大发展,但其也存在缺点,即在加热器出口处带材宽度方向上带材表面温度分布不均匀的问题。这个缺点严重制约了其在热处理行业中的应用和推广。
裂隙岩体是一种常见的工程介质,在工程实践中经常受到扰动而处在复杂应力场中,其内部的原生裂隙往往会开裂产生新生裂纹并进一步扩展,最终与其他裂隙贯通造成局部或整体破坏,进而危害工程的稳定性。裂纹的扩展、贯通机理是岩石断裂力学领域长期关注的课题之一,目前国内外相关研究主要集中在受压作用下含预制直裂隙脆性材料的力学性能和破坏机理的研究上。但岩体中不仅存在直裂隙,还存在各种形状的非直裂隙,而当前对于受拉状态
道路交通作为社会活动中的活跃因素,能够推动区域经济发展,因此很多过境公路与城镇主干路合并,过境公路需同时满足过境交通及城镇居民的出行要求,这种过境公路称为穿城镇道路。首先,提出穿城镇道路定义并将道路划分为公路段、适应段、城镇段。分析穿城镇道路特性,从人、车、路、环境角度分析道路危险因素,并从事故形态分布及事故时间分布对穿城镇道路事故进行统计分析。其次通过试验数据,分析各路段车辆速度、车头时距及驾驶
重金属污染对生态环境危害逐渐得到各方重视,污染物在人类活动及自然环境作用下,不断在土体内富集,污染地区重金属浓度已然超过土体净化能力,同时污染物通过径流、降雨等途径使污染区域逐步扩大,进而在生态链循环中威胁动植物和人类健康。因此,研究重金属污染物在土体内的吸附迁移规律和污染土渗透特性,对探测重金属污染范围,评价污染危害及环境治理具有重要意义。本文以四种典型重金属污染物Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)、Pb(
人口数量增多导致用水需求量及排放量迅速增加,从而增大了给水厂及污水厂的水处理负荷。作为水处理的副产物,污泥的排放量也迅速升高,这给污泥的处置带来不便。其中,给水厂污泥是由大量无机物和少量有机物组成,其中无机成分主要来自铁铝等絮凝剂的残留,将其用于剩余污泥调理,可实现剩余污泥脱水减量和给水污泥资源化。本文对给水厂含铁污泥进行灼烧和铁提取,分别用作骨架颗粒和絮凝材料,调理剩余污泥脱水,研究其脱水效果和
向钢中加入Mo、V、Ti之类的强碳化物形成元素,虽可有效地抑制奥氏体晶粒长大、细化晶粒,但生产成本较高。而像Al2O3、Ti O2之类的氧化物也具有很高的热稳定性,如果能将其细小颗粒均匀分布于钢中,也能发挥细化晶粒的作用。本课题在首先制备氧化物添加“中间合金”的基础上,制备了氧化物添加的45碳素结构钢和高碳低合金钢,研究了氧化物颗粒对材料组织、力学性能和高温热变形性能的影响,得出以下结论:(1)以