[ad_1]

چگونه با کارایی بیشتری خنک شویم

تقاضای فزاینده برای فن آوری های خنک کننده با نیازهای روزافزون انرژی همراه است. علاوه بر این ، سیستم های برودتی متداول به مبردهایی با پتانسیل گرمایش جهانی بسیار بالا متکی هستند. تصویر ظروف کامیون یخچال دار یکپارچه را که بر روی یک کشتی کانتینری مرتب شده اند نشان می دهد. اعتبار: ویکی مدیا ، مجوز: CC0 1.0

در دفتر خاطرات بررسی فیزیک کاربردی، یک تیم تحقیقاتی بین المللی از دانشگاه بارسلونا ، هلمولتز-زنتروم درسدن-روزندورف (HZDR) و TU دارمشتات در مورد امکان استفاده از فرآیندهای برودتی کارآمدتر و سازگار با محیط زیست گزارش می دهند. برای این منظور ، آنها اثرات قرار گرفتن همزمان برخی آلیاژها در میدان های مغناطیسی و تنش مکانیکی را مطالعه کردند.

در گذشته ، محققان عمدتاً به اثر مشهور مغناطیسی – کالری پرداخته اند که می تواند هنگام قرار گرفتن فلزات و آلیاژهای خاص در معرض یک میدان مغناطیسی مشاهده شود: مواد به طور خود به خود نظم و درجه حرارت مغناطیسی خود را تغییر می دهند ، و آنها را برای مدارهای خنک کننده مغناطیسی امیدوار کننده می کند. دکتر تینو گوتشال از آزمایشگاه میدان مغناطیسی بالا (HLD) گفت: “اخیراً مشخص شده است که ما می توانیم با افزودن همزمان محرکهای دیگر ، مانند یک میدان نیرو یا به طور دقیق تر ، یک بار مکانیکی ، این تأثیر را بر روی مواد خاص افزایش دهیم.” HZDR ، توصیف رویکرد تیم. طیف کمی از این مواد چند رنگ از قبل شناخته شده است.

تیم تحقیقاتی آلیاژ نیکل-منگنز-ایندیم را به عنوان یکی از امیدوار کننده ترین مواد برای آزمایشات خود انتخاب کردند. این یکی از آلیاژهای مغناطیسی “حافظه حافظه” است که حافظه آن نتیجه تبدیل دو شبکه کریستالی مختلف است: اگر محرک خارجی وجود داشته باشد ، مانند یک میدان مغناطیسی ، این ساختارها به یکدیگر تبدیل می شوند و منجر به تغییرات محسوسی در مواد می شوند – به عنوان مثال ، تغییرات واضح در شکل غیر معمول نیست. ویژگی خاص ترکیب انتخاب شده این است که در دمای مشخصی که ساختارهای بلوری تغییر می کند ، خصوصیات مغناطیسی ترکیب نیز ناگهانی تغییر می کند: ساختار و مغناطیس به شدت با هم مرتبط هستند.

دستگاه اندازه گیری سفارشی

برای تعیین خصوصیات مواد مورد نیاز برای یک فرآیند خنک کننده کارآمد ، تیم بارسلونا ابتدا مجبور شد یک گرماسنج حرارتی منحصر به فرد و ویژه طراحی کند که امکان اعمال همزمان یک میدان مغناطیسی و فشار را به نمونه می دهد. برای انجام این کار ، دانشمندان یک روش آشنا برای آزمایش مواد را استفاده کردند و آن را برای اهداف خود تطبیق دادند ، و نمونه را تحت فشار مکانیکی تک محوره قرار دادند.

در حالی که چگالی شار مغناطیسی به 6 تسلا متغیر است ، که 120000 برابر از میدان مغناطیسی زمین قوی تر است ، فشار اوج اعمال شده تقریباً 50 مگاپاسکال بود. برای یک اندازه نمونه معین ، این نیرو تقریباً با جرم 20 کیلوگرم مطابقت دارد. پروفسور Lluís Mañosa از دانشگاه بارسلونا توضیح می دهد: “می توان این نوع فشار را به صورت دستی اعمال كرد. و این جنبه مهمی برای كاربردهای آینده است ، زیرا اجرای چنین بارهای مكانیكی نسبتاً آسان است” ، و اضافه كرد: “چالش ما این بود كه ما اندازه گیری دقیق فشار و تغییر شکل را در کالری سنج خود بدون نقض شرایط اندازه گیری ادغام می کنیم. “

تحت تعقیب: کنترل فرآیند برای کاربردهای عملی

ارزیابی نتایج بدست آمده کاملاً پیچیده بود. محققان به طور همزمان پارامترهای مختلفی مانند تغییر دما ، تراکم شار مغناطیسی ، فشار تحت فشار و آنتروپی آلیاژ را در طی مراحل خنک سازی و گرمایش برنامه ریزی شده در نزدیکی دمای مشخصی که در آن یک ماده معین دچار دگرگونی هایی در شبکه بلوری می شود ، ثبت می کنند به تغییر در مغناطش در آلیاژ مورد استفاده ، این فرآیند در دمای اتاق انجام می شود که برای کاربردهای بعدی نیز مطلوب است.

اندازه گیری ها رفتار نمونه را در فضای چهار بعدی به تصویر می کشد. نقشه برداری از این فضا به روشی معنادار ، نیاز به آزمایش های زیادی دارد که منجر به انجام اقدامات بزرگ اندازه گیری می شود. برای پروفسور الیور گوتفلیش از TU Darmstadt ، این تلاش ارزشمند است: “فعلاً فعل و انفعالات محرکهای مختلف در مواد چندرنگ کمی بررسی شده است. آلیاژ نیکل-منگنز-ایندیوم بهترین نمونه اولیه مورد مطالعه در این کلاس از مواد است. کار ما چند جای خالی در کارت اموال خود وارد کنید. “

اکنون دانشمندان می توانند منافع ناشی از فشار اضافی را که هدف اصلی تحقیق در پروژه گرانت پیشرفته ERC Cool Innov است ، عملی ارزیابی کنند. در یک چرخه خنک کننده با آهنرباهای دائمی نئودیمیم ، می توان با استفاده همزمان از یک میدان نیرو ، بازده خنک سازی را دو برابر کرد. این تیم پیشنهاد می کند که هنگام جستجوی سایر مواد خنک کننده امیدوار کننده در آینده ، فرآیند جدید نیز از ارزش بالایی برخوردار باشد.


خونسرد باشید: محققان در حال ایجاد یک چرخه خنک کننده مغناطیسی هستند


اطلاعات بیشتر:
Adrià Gràcia-Condal و همکاران ، اثرات چند رنگ در metagnetic Heusler Ni-Mn-In تحت ولتاژ تک محوری و میدان مغناطیسی ، بررسی فیزیک کاربردی (2020) DOI: 10.1063 / 5.0020755

تهیه شده توسط انجمن مراکز تحقیقاتی آلمان هلمهولتز

نقل قول: نحوه خنک سازی با کارآیی بیشتر: فرایندهای برودتی سازگار با محیط زیست (2020 ، 4 دسامبر) در تاریخ 4 دسامبر سال 2020 از https://phys.org/news/2020-12-cool-efficient-en محیط زیست- دوستانه استخراج شده است تبرید. html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور تحقیق خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir

ایندکسر