دانلود مطالعه انتقال گرما به روش مغناطیسی و کاربرد آن در مبردهای مغناطیسی

پایان نامه مهندسی شیمی با موضوع مطالعه انتقال گرما به روش مغناطیسی و کاربرد آن در مبردهای مغناطیسی به صورت فایل Word است. این پایان نامه مهندسی شیمی از شش فصل تشکیل شده است.

در این پژوهش به دنبال آن هستیم تا شناختی جامع در مورد این پدیده دست یابیم .برای این کار ابتدا مروری مقدماتی بر مغناطیس و انواع مواد مغناطیسی و خاصیت های آن ها داریم همچنین در ادامه مروری دیگر بر ترمودینامیک و سیستم های سرماساز و سیکل های تبرید داریم .سپس به بررسی بخش اصلی پژوهش که شامل تاریخچه ای از سرمایش مغناطیسی و همچنین اصول  و کاربرد های مربوط به آن است را می پردازیم .در ادامه نیز سیستم سرمایش مغناطیسی فعال (سرمایش در دمای نزدیک اتاق) به عنوان نمونه ای از سیستم سرمایشی مغناطیسی را بررسی خواهیم کرد.

همانطور که  درگذشته اشاره شد دریخچال های معمولی که بر اساس چرخه ی کارنو عمل می کنند وظیفه ی انتقال سیال عامل  از منبع گرم به منبع سرد برعهده ی کمپرسوراست. برای انجام این عمل کمپرسور کار زیادی نیاز دارد واین به معنی صرف انرژی زیاد است درحالی که دریخجال های مغناطیسی وظیفه ی انتقال سیال خنک کننده بر عهده پمپ است  که نسبت به کمپرسور کار بسیار کمتری نیاز دارد یعنی انرژی کمتری مصرف می کند بنابراین یکی از مزایای یخچال های مغناطیسی مصرف انرژی کمتر ودر نتیجه کاهش هزینه های مربوط به انرژی می باشد.

دریخجال های معمولی از   (کلروفلوئوروکربن ها) یا  (هیدرو کلروفلوئورو کربن ها)  که گازهای آلوده کننده ی جو هستند استفاده می شود . اگرچه امروزه  هاکه فاقد کلر اند  مشکل آسیب به لایه ی اوزون رااز جانب این یخچال ها برطرف نموده اند اما این گازها نیز به علت دارایودن کربن اثر گلخانه ای داشته وموجب گرم شدن زمین می شوند. حال آنکه دریخچال های مغناطیسی مسئله ی آسیب به محیط زیست وگرم شدن زمین وجود ندارد.

میزان بهره وری وکارایی یخچال های مغناطیسی بسیار بیشتر از یخچال های معمولی است.ضریب عملکرد یخچال که بصورت نسبت گرمای گرفته شده ازمنبع سرد به کار ( انرژی ) مصرف شده توسط موتوریخچال (کمپرسور) تعریف می شود در یخچال های معمولی بین 7-4 است درحالی که این میزان برای یخچال های مغناطیسی حدود 15 است.

دریخچال های مغناطیسی برای دستیابی به میزان خاصی از قدرت سرمایش نیازمند میدان های مغناطیسی متناسب با آن هستیم بطوریکه افزایش قدرت سرمایش  با بکارگیری میدان های مغناطیسی بالاتر همراه است که این مورد می تواند برای افرادی که درمعرض این دستگاه ها قرار می گیرند خطرآفرین وآسیب زا باشد لذا باید نکات ایمنی درسطح بالاتری موردتوجه ورعایت قرار گیرد.

عملکرد یخچال های مغناطیسی تا حد زیادی به به ماده گرمامغناطیس بکاررونده دران بستگی دارد لذا عملکرد بالاتر نیازمند استفاده از مواد بااثر گرمامغناطیس بیشتر است واین خود به معنای افزایش هزینه ی تولید این یخچال هاست.

فصل اول       

مقدمه

فصل دوم       

رفتار مغناطیسی مواد  

  دو قطبیها- و گشتاورهای مغناطیسی

 دسته بندی مواد مغناطیسی 

 پارامغناطیس  

 دیامغناطیس   

 فرومغناطیس  

 پادفرومغناطیس         

  تغییر مرتبه ی مغناطیسی    

 مواد فرومغناطیس نرم و سخت         

 روش آهنربا کردن مواد فرومغناطیس   

 رفتار فری مغناطیسی در سرامیکها    

 چگونگی تشکیل مغناطیسی نرم و سخت     

 قانون کوری    

 هیسترزیس مغناطیسی       

فصل سوم     

سیستم های سرد سازی      

 بیان کلازیوس در مورد یخچال ها        

 چرخه سرد سازی تراکم بخار  

 چرخه سردسازی جذبی آمونیاک      

 چرخه سرسازی استاندارد هوا

 سردسازی تا دماهای بسیار پایین      

 چگال بوزاينيشتن و فرميوني از ديدگاه اتمي   

 چگونگي ايجاد شرايط فرآوري 

 سردکن ها    

 سرد كن‌هاي مدرن    

 سرد كن ليزري

 سرد كن تبخيري       

 اعمال ميدان مغناطيسي      

 سرمايش هسته‌اي   

 قانون دوم ترمودینامیک و آنتروپی       

 بیان قانون دوم

 تعریف آماری آنتروپی  

 تعریف ترمودینامیکی انرژی     

 تغییر آنتروپی محیط    

 رابطه ی انتروپی- دما  و  انتروپی- ظرفیت گرمایی ویژه         

فصل چهارم   

تاریخچه ی سرمایش مغناطیسی       

 اصول سیستم تبرید مغناطیسی       

 اجزای مکانیزم سرمایش مغناطیسی  

 ترمودینامیک سرمایش مغناطیسی    

 اثر ماگنتوکالریک Magnetocaloric effect       

 نحوه کار سیکل        

 مشخص کردن اثر ماگنتوکالريکMCE   

 نوع فلز انتخابي        

 نمونه های کاربردي    

 تحقیقات به عمل آمده در زمینه یخچال مغناطیسی    

 کاربرد تبرید مغناطیسی در تهویه ي اتومبیل   

 مزایا ومعایب سرمایش مغناطیسی    

 مزایا  

 معایب          

 مقایسه ي فنی اجزاي مکانیکی سیکل تبرید مغناطیسی با سیکل تبرید تراکمی      

 مقایسه ي مشخصات و مزایاي فنی سیکل سرمایش مغناطیسی با سیکل تبرید تراکمی     

 مقایسه ي اقتصادي  

 مقایسه ي اقتصادي سیکل سرمایش مغناطیسی با سیکل تبرید تراکمی      

فصل پنجم     

سرمایش مغناطیسی در دمای نزدیک اتاق near room temperature magnetic cooling       

 تحولات قبل از سال   

 نسل اول یخچال مغناطیسی در دمای نزدیک اتاق     

 نسل دوم یخچال مغناطیسی 

 نسل سوم یخچال مغناطیسی

فصل ششم  

بررسی عددی یک سیستم سرمایش مغناطیسی با بستر متخلخل    

 مدل فیزیکی مورد نظر

 معادلات حاکم و شرایط مرزی 

 بررسی نمودار دما – آنتروپی  

 مقایسه نتایج عددی و آزمایشگاهی  

 بررسی نتایج  

 پروفایل دما    

 ضریب عملکرد

 ظرفیت سرمایش      

فصل هفتم     

نتیجه گیری    

منابع