Réfrigération magnétique Etat de l'art et développements récents

La réfrigération magnétique, basée sur l'effetmagnétocalorique, est une thématique relativement récente etprometteuse devant permettre de réaliser des systèmes moinsénergivores que la technologie conventionnelle et sans impact surl'environnement. Pluridisciplinaire, elle implique de maîtrisertoute une filière, du matériau à l'application et de lever desverrous scientifiques et technologiques. L'article fait un état del'art, discute des derniers travaux réalisés, et illustre lesproblèmes soulevés en particulier dans le domaine thermique ens'appuyant sur l'expérience acquise au G2Elab.</p

Caractérisation et modélisation magnétothermique appliquée à la réfrigération magnétique

The magnetic refrigeration is an innovative technology of production of cold, which can replace the refrigerants classic compression-relaxation technique. Its principle is based on the magnetocaloric effect which leads to the cooling or the heating of certain materials under the effect of a magnetic field. This thesis work took place within the framework of a project named " CARNOT Energies of future", and turns to the magnetothermal and fluidic study of refrigeration systems. For that purpose, a digital tool was developed using the FLUENT software to describe the thermal behavior of various regenerators, heart of the MR systems. In parallel, two magnetic refrigeration systems were developed and improved, each of them bringing interesting performances. These results allowed to understand and to define the most influential factors on their performances, so as to deduct their optimal operating conditions.La réfrigération magnétique est une technologie innovante de production de froid, qui peut remplacer la technique classique de compression-détente de fluides frigorigènes. Son principe est basé sur l'effet magnétocalorique qui se traduit par le refroidissement ou l'échauffement de certains matériaux sous l'action d'un champ magnétique. Ce travail de thèse s'est déroulé dans le cadre d'un projet « CARNOT Energies du futur » et s'oriente vers l'étude magnétothermique et fluidique de systèmes de réfrigération. Pour cela, un outil numérique a été développé à l'aide du logiciel FLUENT afin de décrire le comportement thermique de différents régénérateurs, cœur même des systèmes de RM. En parallèle, deux systèmes de réfrigération magnétique ont été développés et améliorés, chacun d'eux présentant des performances intéressantes. Ces résultats ont permis de comprendre et définir les facteurs les plus influents sur leurs performances, et en déduire ainsi leurs conditions de fonctionnement optimale

Thermal Characterization and modeling applied the magnetic refrigeration

La réfrigération magnétique est une technologie innovante de production de froid, qui peut remplacer la technique classique de compression-détente de fluides frigorigènes. Son principe est basé sur l'effet magnétocalorique qui se traduit par le refroidissement ou l'échauffement de certains matériaux sous l'action d'un champ magnétique. Ce travail de thèse s'est déroulé dans le cadre d'un projet « CARNOT Energies du futur » et s'oriente vers l'étude magnétothermique et fluidique de systèmes de réfrigération. Pour cela, un outil numérique a été développé à l'aide du logiciel FLUENT afin de décrire le comportement thermique de différents régénérateurs, cœur même des systèmes de RM. En parallèle, deux systèmes de réfrigération magnétique ont été développés et améliorés, chacun d'eux présentant des performances intéressantes. Ces résultats ont permis de comprendre et définir les facteurs les plus influents sur leurs performances, et en déduire ainsi leurs conditions de fonctionnement optimalesThe magnetic refrigeration is an innovative technology of production of cold, which can replace the refrigerants classic compression-relaxation technique. Its principle is based on the magnetocaloric effect which leads to the cooling or the heating of certain materials under the effect of a magnetic field. This thesis work took place within the framework of a project named " CARNOT Energies of future", and turns to the magnetothermal and fluidic study of refrigeration systems. For that purpose, a digital tool was developed using the FLUENT software to describe the thermal behavior of various regenerators, heart of the MR systems. In parallel, two magnetic refrigeration systems were developed and improved, each of them bringing interesting performances. These results allowed to understand and to define the most influential factors on their performances, so as to deduct their optimal operating conditions

Caractérisation et modélisation magnétothermique appliquée à la réfrigération magnétique

La réfrigération magnétique est une technologie innovante de production de froid, qui peut remplacer la technique classique de compression-détente de fluides frigorigènes. Son principe est basé sur l'effet magnétocalorique qui se traduit par le refroidissement ou l'échauffement de certains matériaux sous l'action d'un champ magnétique. Ce travail de thèse s'est déroulé dans le cadre d'un projet CARNOT Energies du futur et s'oriente vers l'étude magnétothermique et fluidique de systèmes de réfrigération. Pour cela, un outil numérique a été développé à l'aide du logiciel FLUENT afin de décrire le comportement thermique de différents régénérateurs, cœur même des systèmes de RM. En parallèle, deux systèmes de réfrigération magnétique ont été développés et améliorés, chacun d'eux présentant des performances intéressantes. Ces résultats ont permis de comprendre et définir les facteurs les plus influents sur leurs performances, et en déduire ainsi leurs conditions de fonctionnement optimalesThe magnetic refrigeration is an innovative technology of production of cold, which can replace the refrigerants classic compression-relaxation technique. Its principle is based on the magnetocaloric effect which leads to the cooling or the heating of certain materials under the effect of a magnetic field. This thesis work took place within the framework of a project named " CARNOT Energies of future", and turns to the magnetothermal and fluidic study of refrigeration systems. For that purpose, a digital tool was developed using the FLUENT software to describe the thermal behavior of various regenerators, heart of the MR systems. In parallel, two magnetic refrigeration systems were developed and improved, each of them bringing interesting performances. These results allowed to understand and to define the most influential factors on their performances, so as to deduct their optimal operating conditions.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

New investigation in a Fluent 2D numerical tool for active magnetic regenerator refrigerator

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NUMERICAL SIMULATION AND ANALYSIS OF THE REFRIGERANT BED BEHAVIOR USING FLUENT SOFTWARE

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Challenges for the implementation of magnetocaloric materials in cooling systems

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Une comparaison expérimentale de quatre régénérateurs magnétocaloriques utilisant trois matériaux différents

International audienceTo optimize the performance of an active magnetic regenerative system (AMR), it is important to understand the heat transfer phenomena taking place in the regenerator and the impact of the intrinsic properties of the magnetocaloric material. With this aim in mind, four regenerators involving three different materials (Pr0.65Sr0.35MnO3, La(FeCo)13-xSix, and gadolinium) have been prepared and tested using a permanent magnet based device. This set-up allows studying the performance of different types of regenerators over a wide range of fluidic and magnetic operating conditions. However, since no thermal exchanger is used, this device provides only non-load temperature spans. First, this work deals with an analysis of the performance of the regenerators as a function of their utilization ratio (i.e. working conditions such as the mass flow rate and frequency). Then, an attempt is made to correlate the performance of each regenerator with the physical properties of these different materials

Réfrigération magnétique.Etat de l'art et développements récents

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An experimental comparison of four magnetocaloric regenerators using three different materials

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