Теория и расчет твердотельных криогенных охладителей на основе магнитокалорического эффекта

Проект РНФ № 20-79-10197

Руководитель проекта:
Маширов Алексей Викторович

    На данный момент во всем мире ведутся разработки технологии магнитного охлаждения, в основе которой лежит магнитокалорический эффект в твердых телах с фазовыми переходами. В тоже время для данного типа охлаждения отсутствует теория термодинамических циклов, отсутствуют методы расчета энергетических потерь, методы расчета энергетического совершенства и рабочих параметров, отсутствуют экспериментальные данные подтверждающие теорию и методы расчета. В результате не представляется возможным предельно точно провести сравнение криогенных и холодильных магнитокалорических твердотельных установок с традиционно используемыми криогенными и холодильными установками. Отсутствует возможность четко представить эффект от инновационного внедрения технологии магнитного охлаждения. При выполнении данного проекта планируется получить новую информацию о физических и функциональных свойствах магнитокалорических рабочих тел при низких температурах, планируется разработать и проверить методы термодинамического анализа низкотемпературных процессов в магнитокалорической криогенной однокаскадной установке возвратно-поступательного типа. Впервые будут описаны качественно и определены количественно потери потенциальной и реально выработанной холодопроизводительности магнитокалорической криогенной однокаскадной установки возвратно-поступательного типа. Впервые будут получены расчетным и экспериментальным путем значения основных рабочих параметров магнитокалорической криогенной установки возвратно-поступательного типа.
    Актуальность решения обозначенной проблемы обуславливается возможностью энергосбережения при применении магнитокалорического охлаждения в области низких температур, например, в процессах сжижения и транспортировки газов, таких, как жидкий гелий, водород и др. Подразумевается, что применение технологии магнитного охлаждения при низких температурах снизит энергозатраты на производство сжиженных газов, позволит сэкономить газы при транспортировке и, соответственно, расширить область их применений. Также перспективой применения технологии магнитного охлаждения могут служить задачи создания и поддержания высокотемпературной сверхпроводимости. Использование более дешевых и менее энергоемких магнитокалорических криогенных рефрижераторов для поддержания высокотемпературной сверхпроводимости, позволит создать более надежную и дешевую магниторезонансную томографию или элементы магнитного подвеса магнитолевитациной системы.