磁制冷冰箱的热交换模拟与算法优化

摘要：

以包头稀土研究院设计的往复式磁制冷冰箱为背景,通过数值模拟计算,建立了由颗粒状磁工质密堆积填装的制冷床一维热交换模型,分析了流体速度、孔隙度和循环频率三个重要参数对磁制冷冰箱制冷效果的影响.研究结果表明,当参数值在正常范围内时,往复式磁制冷机的制冷能力与其循环频率和传热流体速度成正比,与其磁工质的孔隙度成反比.通过数值模拟分析,并考虑现场实际可调因素,选择控制往复式冰箱传热流体速度,采用模糊PID控制算法对制冷效率进行优化研究.仿真实验表明,模糊PID控制算法对磁制冷冰箱的制冷效率有一定提升,使其制冷温跨增大了约10 K,达到最大制冷温度的时间缩短了约40 s.

关键词：磁工质、热交换模型、数值模拟、模糊PID控制

分类号：TP20(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金61763039

在线出版日期：2023-01-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：24-26,29