Academic literature on the topic 'Refrigerazione Magnetica'

2014 - 2015
The main purpose of the present work was the completion and the thermo-fluid dynamic characterization of a Rotary Permanent Magnet Magnetic Refrigerator operating at room temperature. The experimental device consists of 8 static regenerators packed with gadolinium (Gd) spheres inside a rotating two-pole permanent magnet with a magnetic field of 1.25 T and an air gap of 43 mm. A rotary valve mechanically coupled to the field generator imparts the direction of heat transfer fluid through the regenerators. A parametric study of the temperature span, cooling power and coefficient of performance (COP) was carried out over a range of different hot reservoir temperatures, volumetric flow rates, cycle frequency and cooling powers. The experimental investigation has been identified by 468 tests on 33 measured quantities, obtaining the thermo-fluid dynamic characterization of the complete machine in stationary operation. Finally, with the aim of optimising the performance of the prototype, a new regenerator has been developed. The new design allows reducing the dead volume and improves the fluid distribution around the magnetic refrigerant. [edited by author]
XIV n.s.

Nella tesi si affronta l'argomento della refrigerazione magnetica. La tematica è affrontata a partire dal principio fisico che c'è alla base fino ad arrivare ai prototipi relaizzati nel corso degli anni. Si conclude con lo stato attuale della refrigerazione magnetica, facendo un' ipotesi progettuale di un potenziale refrigeratore magnetico.

La presente tesi, dopo un excursus sulla teoria alla base della refrigerazione magnetica, si concentra sullo studio e sull'analisi della geometria di un rigeneratore di un prototipo di refrigeratore magnetico in modo tale da trovare possibili soluzioni alle criticità riscontrate nei precedenti tentavi sia dal punto di vista della realizzazione dello stesso, sia dal punto di vista delle funzionalità tramite l'analisi di alcuni parametri.

Questa tesi tratta l’argomento della Refrigerazione Magnetica, una nuova tecnologia in ambito refrigerativo che mira a ridurre l’inquinamento derivante dai sistemi frigoriferi tradizionali ad uso domestico. La parte principale dell’elaborato tratta la progettazione di un nuovo rigeneratore per il prototipo FRIMAG dell’Università di Bologna in quanto quello attualmente installato presenta delle perdite di fluido che compromettono il funzionamento dell’intero prototipo.

La tesi riguarda la modellazione del rigeneratore di un sistema frigorifero magnetocalorico e fa parte di uno studio condotto dal Dipartimento di Ingegneria Industriale (DIN) della Scuola di Ingegneria e Architettura dell’Università di Bologna. L’obiettivo del progetto è la realizzazione di un refrigeratore magnetico con potenzialità tali da poter entrare nel mercato in un prossimo futuro. Il lavoro di tesi è parte di questo progetto. Nella prima parte è stato studiato l’effetto magnetocalorico e i principali cicli termodinamici per l’applicazione alla refrigerazione magnetica. Nella seconda parte si è studiato il rigeneratore a partire da un modello geometrico preesistente, ipotizzando condizioni di scambio termico quanto più realistiche con riferimento ad una realizzazione pratica. La modellazione determina i profili di temperatura del materiale magnetocalorico e del fluido termovettore. Questa fase è stata condotta con l’ausilio del linguaggio di progettazione VBA in Excel grazie alla scrittura di cicli iterativi atti alla minimizzazione degli errori.Sulla base della geometria iniziale è stato sviluppato un nuovo modello di rigeneratore che consentisse una progressione termo-strutturale del sistema di scambio.Nella terza parte della tesi sono stati calcolati i profili di temperatura per il nuovo modello geometrico. Sono stati considerati in totale 5 casi. Ogni caso rappresenta la diretta evoluzione delle fasi del ciclo AMR fino all’ultima, con lo svolgimento del ciclo per intero. Nell'ultima parte della tesi è stata condotta un’analisi di sensibilità del modello, confrontando graficamente i risultati ottenuti dalle precedenti fasi e traendo opportune considerazioni di scambio termico.