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磁制冷技术因具有制冷效率高、绿色健康等优点而被人们广泛关注。如今国际社会对环境保护愈发重视,磁制冷作为新型绿色制冷技术,吸引了制冷行业的着重关注。磁制冷材料、AMR(Active Magnetic Regenerator)系统是磁制冷技术研究的两大重点,本课题针对这两方面展开研究。一.La Fe11.3Co0.2Si1.5合金改性研究,结果如下:(1)为优化磁制冷材料性能,通过等离子旋转电极法制备了三种La Fe11.3Co0.2Si1.5合金球形颗粒,直径分别为100μm~250μm、250μm~450μm、450μm~600μm。三种合金颗粒在1373 K×120 h热处理后,均形成1:13相(常规方法需热处理240 h以上),说明等离子旋转电极法有助于缩短合金热处理时间。对合金颗粒进行磁热性能测试,得出450μm~600μm合金颗粒磁热性能最好,在外加磁场1.5 T下,最大等温磁熵变达到12.67 J/(kg·K)。(2)为提高La Fe11.3Co0.2Si1.5合金颗粒居里温度。对直径为450μm~600μm合金颗粒,在0.1 MPa~100 Pa氢压下进行吸气实验,发现吸氢压力的大小会影响合金颗粒的球形度,当吸气压力为0.1 MPa~500 Pa时,会破坏合金颗粒球体;当吸气压力为100 Pa时,合金颗粒的球形度保持良好,并且将居里温度从218 K提升至224 K,在外加磁场1.5 T下,最大等温磁熵变在11 J/(kg·K)左右。二.AMR(Active Magnetic Regenerator)数值模拟研究,结果如下:将450μm~600μm,100 Pa吸氢改性后La Fe11.3Co0.2Si1.5合金球形颗粒磁热数据,代入AMR模型进行数值模拟研究,获取AMR运行参数与合金制冷性能间关系。(1)增大AMR中磁工质孔隙率可以增强导热流体换热效率,但是会降低制冷性能,温跨与制冷量均会显著下降。(2)运行频率的降低可以显著提升AMR温跨,在利用系数为为1,孔隙率0.34前提下,频率从1.0 Hz降低至0.1 Hz,温跨从2.7 K上升至12.4 K。并且低频率增强了AMR流场稳定性,有助于提升制冷性能。(3)随着利用系数的升高,温跨先上升后下降,在利用系数为0.7时,达到最大值14.2 K。结合制冷量考虑,利用系数为0.7时,AMR综合制冷性能最佳。