Краткий отчёт по проекту РФФИ № 17-20-04236 за 2017 г

Магнитное охлаждение для перспективных транспортных и энергетических систем

Руководитель: Коледов В.В. 

    В ходе выполнения проекта, согласно заданию на первый год его выполнения, проводилось исследование магнитных и магнетокалорических свойств твердотельных материалов из семейства сплавов R-T₂ (R – редкоземельный элемент, Т – 3d переходный металл) в магнитных полях до 14 Тл, при температурах 4,2 – 350 К.  Для соединений DyNi₂ и TbNi₂ впервые определены значения магнитокалорического эффекта (МКЭ) в квазиизтермических условиях, которые наблюдаются при температурах T = 22 и 33 К, соответственно (см. рис.1). Эти данные были применены для расчета магнитной системы экспериментальной установки, предназначенной для демонстрации работы однокаскадного магнитокалорического охладителя (рис. 2). Предложена конструкция и начат монтаж экспериментального макета однокаскадного магнитокалорического охладителя. В качестве сверхпроводящего источника магнитного поля в новой установке предложено использовать элемент из высокотемпературного сверхпроводникового (ВТСП) материала YBaCu₃O_7-δ, охлажденного до температуры 22 К. Проводились эксперименты по изучению принципов стабильного движения и левитации с помощью созданного малоразмерного (длина – 1м) макета трассы и левитирующего транспортного средства на основе редкоземельных постоянных магнитов и элемента ВТСП, охлажденного до температуры жидкого азота (77 К). Измерены сила левитации и стабилизирующая сила  в зависимости от параметров эксперимента. Обнаружены эффекты, указывающие на «магнитную пластичность», то есть нарушение стабилизации при высоких значениях дестабилизирующих усилий.

     При разработке технических, информационных и логистических аспектов,сориентированной на современные потребности, модели вакуумной магнитолевитационной транспортной системы предложен «энергетический» подход, который предполагает сравнение всех имеющихся и проектируемых скоростных транспортных систем по их удельной энергетической эффективности. С использованием этого понятия предложена концепция единой интегральной системы транзитных перевозок страны.

Рис. 1. Температурная зависимость МКЭ в адиабатическом режиме сплава TbNi2,измеренная в поле 5 Тл в ходе проекта.	Рис. 2. Постоянная времени теплопередачи, по расчетам, в макете может составить порядка 1 сек в практически осуществимых габаритах и режимах.