تبرید مغناطیسی

تبرید مغناطیسی چیست؟

تبرید مغناطیسی یک فرآیند فیزیکی است که در آن از خواص مغناطیسی مواد جامد معینی مثل فرومگنت ها بر پایه اثر مکنتوکالریک جهت ایجاد سرما استفاده میشود. وقتی این مواد در یک میدان مغناطیسی قرار میگیرند یا از آن خارج میشوند دمای آنها تغییر میکند که به این امر اثر مگنتوکالریک میگویند بدین معنی که با قرار گرفتن آنها در میدان مغناطیسی دمای آنها بالا میرود و با خروج از این میدان سرد میشوند.

تاریخچه

اثر مگنتوکالریک برای نخستین بار در سال 1881 توسط واربورگ کشف شد اما توضیح این شیوه در سال 1918 توسط ویس و پیکارد رائه گردید. این فناوری بیش از 60 سال است که در آزمایشگاه ها برای رسیدن به دما های زیر 1k مورد استفاده قرار میگیرد. در اواخر دهه 1970 آزمایشگاه ملی لس آلامس نظریاتی را برای کاربرد عملی اثر مگنتوکالریک در تبرید توضیح دادند. پیشرفت های حاصله نشان میدهند که تبرید مغناطیسی شیوه ای عملی و رقیبی برای سیکل تبرید تراکمی است.

مزایای فنی

• بدون هیچ ضایعه ای به لایه ازن جو زمین
• راندمان ترمودینامیکی بالا به لحاظ قابلیت برگشت پذیری اثر مگنتوکالریک
• حصول 60 درصد راندمان سیکل کارنو در مقایسه با راندمان 40 درصد بهترین دستگاه های تبرید تراکمی معمولی
• چگالی های بالای انرژی در عین جمع و جور بودن دستگاه تبرید به لحاظ این که ماده مورد استفاده جامد است نه گاز

مزایای اجتماعی-اقتصادی

• هزینه های اولیه و عملیاتی بالقوه پایین
• صرفه جویی انرژی تا 30 درصد نسبت به بهترین دستگاه های تبرید تراکمی معمولی به لحاظ راندمان بالا
• امکان بازاریابی گسترده در سطح جهان

کاربرد های بالقوه

• دستگاه های تهویه مطبوع بزرگ
• سیستم های خنک کننده سوپرمارکت ها
• جداسازی فاضلاب و تصفیه
• فرآیند های شیمیایی
• تولید برق
• چگالش گاز ها
• پمپ های گرمایی
• تصفیه شکر
• خشک کردن غلات

ژنراتور مغناطیسی فعال

متخصصین یکی از شرکت های آمریکایی اخیرا به منظور میعان گاز طبیعی یک دستگاه سردکننده رژنراتور مغناطیسی فعال ساخته اند. قسمت دوار آن ماده مغناطیسی منفذ داری را در میدان مغناطیسی نیرومند یک فوق هادی به حرکت در می آورد. این فناوری را میتوان برای میعان هیدروژن نیز مورد استفاده قرار داد. کاربرد ماده مغناطیسی منفذ دار به این علت است که مساحت سطح آن بیشتر است و این موجب افزایش انتقال حرارت میان سیال در گردش و ماده مغناطیسی میشود. به این نوع مواد مغناطیسی اصطلاحا رژنراتور میگویند.

مواد مغناطیسی رژنراتور ممکن است از نظر هندسی به شکل های مختلف مورد استفاده قرار گیرند که میتوان به انواع لوله ای صفحات مشبک تورسیمی و براده ای اشاره نمود.

نویسنده: مهندس سید مجتبی طباطبایی

منبع: مجله صنعت تاسیسات شماره 60

اگر شما هم مشتاق یادگیری تخصصی و حرفه ای دوره های برودتی با استاد انجرقلی هستید میتوانید در دوره آموزشی مهندسی برودت حرفه ای ثبت نام کنید و یا پکیج آموزشی مهندسی برودت را از آکادمی تهیه کنید.