室温磁制冷活性蓄冷器多孔介质模型及其数值模拟

刘　敏　俞炳丰

摘要：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2.18T条件下蓄冷器内金属Gd在其居里点处的温度改变为1.85K；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5W/m²的条件下，蓄冷器获得的最大制冷量为201.8w，对应性能系数为4.79。