磁制冷冰箱的热交换模拟与算法优化

作     者：殷佳男 李爱莲 解韶峰 YIN Jianan;LI Ailian;XIE Shaofeng

作者机构：内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学基建处内蒙古包头014010 

出 版 物：《电工技术》 (Electric Engineering)

年 卷 期：2022年第22期

页      面：24-26,29页

学科分类：08[工学] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(编号61763039)。 

主　　题：磁工质 热交换模型 数值模拟 模糊PID控制 

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。