الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۴
کد مقاله
IND04
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
منابع آهن ربای دائمی برای تبرید مغناطیسی
نام انگلیسی
Permanent Magnet Sources for Magnetic Refrigeration
تعداد صفحه به فارسی
۱۶
تعداد صفحه به انگلیسی
۴
کلمات کلیدی به فارسی
مگنت / مغناطیس‌های دائمی، تبرید مغناطیسی، سیستم های مگنتوکالریک
کلمات کلیدی به انگلیسی
permanent magnets, magnetic refrigeration, magnetocaloric systems
مرجع به فارسی
همایش آهن رباهای دائمی و نادر- زمین و کاربردهای آنها، لابراتوار مهندسی الکتریک گرنوبل، فرانسه
مرجع به انگلیسی
Proceedings of the 21st Workshop on Rare-Earth Permanent Magnets and their Applications, Grenoble Electrical Engineering Laboratory, France
کشور
فرانسه
منابع آهن ربای دائمیبرای تبرید مغناطیسی
چکیده
چندین ساختار مغناطیس همیشگی یا آهن ربای دائمی برای تبرید مغناطیسی پیشنهاد شده است، اما امر مقایسه عملکرد آنها مشکل می‌‌‌باشد. به منظور فائق آمدن بر این مشکل برخی از مطالعات اخیر اقدام به ارائه معیارهای عملکرد مغناطیسی مختلف نموده و عملکرد طراحی آنها را مورد محاسبه قرار دادند. هدف از این مقاله تعریف مجموعه جدیدی از شاخص های عملکرد می باشد که با توجه به مباحث مغناطیسی قابلیت اعمال یک مقایسه دقیق در زمینه برخی از طرح های انتشار یافته مرتبط با منابع میدانی مغناطیسی را داشته باشند. در ابتدا بررسی مختصری از معیارهای عملکرد پیشنهادی قبلی ارائه گردیده و محدودیت‌های آنها مورد بررسی قرار می‌‌‌گیرد. سپس یک مجموعه از معیارهای عملکرد تعریف می‌‌‌شوند. ضریب مغناطیس عملکرد نیز ارائه می‌‌‌گردد. این مجموعه با توجه به چگالی توان خنک سازی، قیمت برحسب واحد توان خنک سازی و گشتاور یا نیروی حداکثری مغناطیسی (به ترتیب برای طراحی های چرخشی یا تناوبی) تکمیل می‌‌‌گردد. بعلاوه، ساختارهای انتشار یافته مختلف مقایسه می‌‌‌شوند که شامل مگنت‌ها / مغناطیس‌های ساده C– شکل (سی- شکل) تا ماشین چند قطبی شارهای غلظت شار پیچیده، همانند ترکیبات / اسمبلیهای هالبچ (Halbach assemblies،) می باشند. در نهایت، این ساختارها با استفاده از نرم افزار اجزای محدود تجاری به نام FLUX مدل سازی شده و بر مبنای مجموعه‌ای از معیارهای عملکرد مقایسه شدند.
تبرید مغناطیسی (MR) در دمای اتاق به عنوان یک جایگزین خوب برای سیستم های تبرید / سرد کنند توام با فشار گاز بشمار می‌‌‌آید چرا که این سیستم شامل استفاده از گازهای گلخانه‌ای نبوده و از کارآیی بیشتری نیز برخوردار می‌‌‌باشد. تبرید مغناطیسی دارای میزان مصرف انرژی پایینتری به میزان ۲۰ الی ۳۰ درصد در مقایسه با تکنولوژی متعارف می‌‌‌باشد. سیستم های تبرید مغناطیسی پیچیده بوده و نیازمند طراحی بهتر می‌‌‌باشند تا آنکه قابلیت رقابت با سیستم های متعارف را داشته باشند. یکی از مشکلات اصلی طراحی منبع میدانی می‌‌‌باشد، چرا که این سیستم تشکیل دهنده بخش اصلی هزینه سیستم های تبرید مغناطیسی بوده و شامل یک مغناطیس زوج همراه با پدیده های مکانیکی و حرارتی می باشد.
مطالعات اخیر بر روی منبع میدانی برای تبرید مغناطیسی متمرکز بوده اند. Bjørk و همکاران چندین طرح مغناطیس انتشار یافته را برحسب پارامتر کارایی مغناطیس که به طور مستقیم در ارتباط با توان خنک سازی برحسب واحد جرم مغناطیس می‌‌‌باشد را رده بندی نمودند. Bouchekara و همکاران نیز مطالعاتی را در زمینه گشتاور و نیروهای مرتبط، به هنگام حرکت یک ساختار مغناطیسی در ارتباط با مواد مگنتوکالری، انجام دادند.
با این وجود، اولین مطالعه، نیروهای مگنتواستاتیک و گشتاور رخ داده در سیستم‌های تبرید مغناطیسی را محاسبه نکرده که منجر به لزوم بهره گیری از ورودی برق و قطع مکانیکی آن شده است. مطالعه دوم بر روی نیروها و گشتاور تمرکز داشته و توان خنک سازی را نادیده انگاشته است.
هدف از این مقاله مقایسه دقیق چندین ساختار آهن ربایی تبرید مغناطیس می باشد و در این زمینه پارامترهای مرتبط همانند توان خنک سازی، نیروها، گشتاور، همراه با دیگر معیارهای مربوطه، مد نظر قرار می گیرند. در ابتدا مجموعه‌ای از معیارهای عملکردی که معرف عملکرد منبع میدانی می‌‌‌باشند تعریف می‌‌‌گردد. سپس ۶ سیستم تبرید مغناطیس ارائه شده مدل سازی شده و مورد محاسبه قرار می‌‌‌گیرند. در نهایت، ساختارها مقایسه شده و رهنمودهایی برای انتخاب منابع میدانی مغناطیسی ارائه خواهد شد.
منابع آهن ربای دائمی برای تبرید مغناطیسی
۲- روش
۲-۱٫ ساختارهای مغناطیسی این مطالعه
شش ساختار مغناطیس همیشگی / آهن ربای دائمی مورد مطالعه قرار گرفته که در جدول ۱ ارائه شده‌اند. کلیه این ساختارها در سیستم های تبرید مغناطیسی به کار گرفته شده‌اند، اما در برخی از مواقع اطلاعات کافی جهت مدل سازی ساختاری دقیق موجود نمی‌‌‌باشد، بنابراین این طراحی تنها بصورت مشابه خواهد بود. آهن رباهای دائمی به رنگ مایل به قرمز و صورتی، مولد‌ها به رنگ سبز و سبز روشن، مواد آهن ربایی نرم به رنگ سبز و مواد غیر آهن ربایی به رنگ زرد نشان داده شده‌اند.
اولین ساختار به وسیله Bjørk و همکاران به کار گرفته شد. این ساختار شامل یک استوانه هالبچ با یک مولد مغناطیسی فعال استوانه‌ای (AMR) که در داخل قرار گرفته است می‌‌‌باشد. AMR در معرض یک حرکت متقابل قرار گرفته به گونه‌ای که دستخوش یک میدان مغناطیسی متغیر شود. ساختار دوم یک سیستم چرخشی می‌‌‌باشد که بوسیله Tura و Rowe پیشنهاد شده است. یک AMR استوانه‌ای به عنوان مجموعه‌ای در داخل دو سیلندر شبکه ای هالبچ محسوب می‌‌‌شود. سیلندر داخلی جهت تولید یک میدان مغناطیسی متغیر در AMR به گردش در می‌‌‌آید.
۲-۲٫ انتخاب معیار عملکرد
نویسنده های مختلفی معیارهای عملکردی متفاوتی را برای سیستم‌های تبرید مغناطیسی ارائه داده‌اند. به طور مثال، Russek و Zimm قیمت برحسب واحد توان را عرضه داشتند و Bjørk و همکاران توان خنک سازی برحسب واحد جرم مغناطیس را ارائه نموده و Rowe نیز اکسرژی خنک سازی را ارائه داده است. با این وجود، به نظر می‌‌‌رسد که یک معیار واحد به منظور تشریح کارایی AMR کافی نمی‌‌‌باشد. در صورتیکه ما بر روی طراحی منبع میدانی تمرکز نماییم، پنج معیار به نظر قابل توجه خواهد بود. در حقیقت، یک سیستم تبرید مغناطیسی می‌‌‌بایست از کارایی متناسبی برخوردار باشد و از نظر هزینه نیز باید با صرفه اقتصادی همراه بوده و علاوه بر این متراکم و فشرده باشد و از چرخه عمر سرویس دهی طویل المدتی نیز برخوردار باشد که مجموعه این موارد خود پنج معیار ذیل را مشخص می سازند: (۱) ضریب مغناطیس عملکرد، (۲) هزینه برحسب دستگاه توان خنک سازی، (۳) چگالی خاص توان، (۴) چگالی سنجش حجم توان و (۵) نیروها یا گشتاوری که در طی سیکل تبرید رخ می دهند (مسئول شکست / قطع مکانیکی). ضریب مغناطیسی عملکرد به شرح ذیل تعریف می‌‌‌گردد:
۳-۲٫ روش شناسی
یک آنالیز سه بعدی چند ایستایی با استفاده از نرم افزار اجزای محدود تجاری FLUX انجام شد. تاثیرات مغناطیس زدایی و نفوذ پذیری AMR به حساب آمدند. ظرفیت حرارتی گادولینیوم و MCE به ترتیب به میزان۲۳۰ J/kg/K و ۳٫۸ K/T2/3تنظیم شد. هزینه مواد شامل فرآیند و شکل دهی بود که از طریق وب سایت USGS بر حسب محصول مورد ارزیابی قرار گرفت. هزینه آهن رباها یا معناطیس‌های NdFeB، گادولینیوم، Fe و FeCoV نیز به ترتیب به میزان ۱۰۰ €/kg،۱۳۰ €/kg ، €/kg 1 و ۸۰ €/kg تعیین شد. چگالی حجم سنجی توان به عنوان نسبت حجم AMR به مجموع حجم سیستم مشخص شد. مورد آخری به حساب آورنده حجم مورد نیاز جهت جایگزینی AMR می‌‌‌باشد، اما محرکها مدنظر قرار داده نشده‌اند.
منابع آهن ربای دائمی برای تبرید مغناطیسی
۳- مقایسه ساختارهای مختلف
معیارهای عملکرد برای کلیه ساختارهای مغناطیس محاسبه شده و در جدول ۲ نشان داده شده‌اند. جهت مقایسه سیستم های چرخشی و رفت و برگشتی، گشتاورهای حداکثری در ساختارهای چرخشی از طریق تقسیم آنها بر بازوی تراز خود (میانگین شعاع روتور) کاهش یافتند. برای یک مقایسه دیداری آسانتر، جدول ۳ معرف معیارهای عملکرد ساختارهای مغناطیسی در زمینه نمودارهای رادار می‌‌‌باشند. با توجه بدین که نیروها و هزینه می‌‌‌بایست تا حد ممکن پایین باشند، حالت معکوس آنها نیز طراحی می گردد. برخی از ساختارها سبب مجزا شدن ساختارهای دیگر می شوند که دلیل آن یک مقدار بالا برای یک یا چند معیار عملکرد می باشد. دو معیار را براحتی می‌‌‌توان مورد آنالیز قرار داد که عبارتند از چگالی خاص توان و چگالی حجم سنجی توان. چگالی خاص توان در ارتباط با نسبت جرم AMR به مجموع جرم می‌‌‌باشد و چگالی حجم سنجی توان نیز در ارتباط با نسبت حجم AMR به مجموع حجم است. متراکم ترین ساختار (برای هر دو معیار) طراحی Bjørk و همکاران می‌‌‌باشد چرا که این ساختار دارای بالاترین نسبت است.
منابع آهن ربای دائمی برای تبرید مغناطیسی
۴- مباحث و نتیجه گیری
در نتایج خلاصه شده در بخش قبلی برخی از اطلاعات در خصوص پتانسیل ساختارهای مغناطیسی معمولی برای MR عرضه شده است، در عین حال ذکر این نکته قابل توجه است که کلیه محاسبات بر مبنای رویه های هندسی غیر – بهینه انجام شد. به علاوه، برخی از اطلاعات برای تعدادی از ساختارها در دسترس نبودند، بنابراین نتایج احتمالا بازتاب دهنده پتانسیل طراحی اصلی نمی‌‌‌باشند. رتبه بندی ساختارها به نظر متناسب نیستند چرا که وزن معیار عملکرد مشکل می‌‌‌باشد و منوط به حوزه کاربردی آن خواهد بود. به طور مثال، چگالی خاص توان (چگالی حجم سنجی توان و ) به عنوان عوامل کلیدی برای کاربردهای بر- تراشه‌ای مدنظر می‌‌‌باشند، در حالیکه صرفه جویی اقتصادی یا رابطه سود و هزینه به نظر به عنوان معیار اصلی برای کاربردهای خانگی مد نظر است. ارزش حداکثری نیروی عمل کننده بر روی قطعات متحرک ممکن است در بردارنده هیچ / یا کلیه موارد مرتبط با این معیار باشد که به معنای آن است که یک نیروی بزرگتر از مقدار مشخص شده ممکن است منجر به شکست مکانیکی غیر قابل پذیرشی شود. تحقیقات آتی بر روی طراحی یک منبع میدانی جدید برای MR بر حسب این پنج معیار عملکردی تمرکز خواهد داشت.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
