Распределение температурного поля в МЖ при действии магнитного поля

На рисунках 4.15,- 4.18 представлено распределение

температурного поля в МЖ полученной путем премешивания магнитным полем при изменении положения магнита в нижней части емкости в которой распологается постоянный магнит. Данная МЖ изготовлена на основе гексагонального феррита с размером частиц не более 100 мкм, механически обработанным с УНМ «Таунит-М» и вещества с фазовым переходом - парфин (П-2).

Представленные термограммы демонстрируют возможность перераспределять тепловую энергии внутри МЖ, за счет перемещения вещества МЖ с разной температурой в ту область пространства, где это необходимо. Это дает возможность управлять режимами заряда/разряда в ТА.

Рис. 4.16. Движение температурного поля в МЖ

Рис. 4.17. Движение температурного поля в МЖ

Рис. 4.18. Движение температурного поля в МЖ

Разработка ТА на основе магнитной жидкости

ТА относятся к устройствам, которые используют в системах энергосбережения. Особое значение они приобрели при массовом использовании солнечных энергетических установок.

Не смотря на относительную простоту конструкции, к ним предъявляются требования, касающиеся энергетической эффективности. Основными режимами для теплового аккумулятора являются режимы заряда и разряда тепловой энергией. Для этих режимов необходимо реализовать контролируемый темп, как получения тепловой энергии, так и отдачи. Для режима заряда необходимо обеспечить наибольшую скорость получения тепловой энергии даже при условии падения разности температур, которая может быть связана с уменьшением температуры от приемного устройства (солнечного коллектора). При этом КПД теплового аккумулятора серьезным образом зависит от режима разряда, так как в случае неполного разряда остается тепловая энергия, которая не может быть передана для нужд потребителя (отопление). В этом отношение следует рассмотреть возможность создания теплового аккумулятора с управляемыми режимами заряд/разряд и эффективным хранением накопленной тепловой энергии. Управляемый тепловой аккумулятор, можно реализовать на основе магнитной жидкости. Магнитная жидкость способная к термоконвекции и управляется внешним магнитным полем. Для повышения теплоемкости магнитной жидкости в неё можно вводить материал с фазовым переходом - парафины.

Жидкостью-носителем для магнитной жидкости были выбраны моторные масла CASTROL 0W30, SHELL 5W40 и SANG YONG 5W30. В качестве магнитного наполнителя был взят порошок гексагонального феррита с размером частиц не более 100 мкм с добавлением УНМ «Таунит». На рис. 4.19 показано устройство управляемого теплового аккумулятора в котором основная емкость 5 распологается внутри корпуса 1. В основной емкости располагается магнитная жидкость. Через немагнитную пластину 7 организуется теплообмен с внешним теплообменным устройством. Теплообмен обеспечивается с помощью внешнего устройства 2, которое рабоатет на оснвое магнита, т. е. в момент, когда необходимо обеспечить теплообмен, магнит сближается и обеспечивает тепловой контакт потребителя с поверхностью, так как обеспечивается физическое соприкосновение поверхностей для теплообмена. В случае сближения с поверхностью 7 образуется тепловой контакт с внтуренней емкостью, так магнитная жидкость 4 образует тепловые мостики в виде магнитных конусов 6, через которые тепловая энергия может передаваться или приниматься. Внутрення емкость 5 удерживается внутри на основе эффекта магнитной подушки, что дает возможность убрать тепловые мостики и сделать хранение тепловой энергии более эффективным.[58-62]

Рис. 4.19. Устройство ТА на основе магнитной жидкости