Термомагнітний двигун

Термомагнітний двигун (також відомий як колесо Кюрі,[1] двигун Кюрі[2][3] або піромагнітний двигун) перетворює тепло в кінетичну енергію завдяки термомагнітному^[en] ефекту,[4] тобто впливу температури на намагніченість магнітного матеріалу.[5]

Історична довідка

Технологія бере початок із XIX століття, коли низка вчених подали патенти на так звані «піромагнітні генератори».[6] Ці системи працюють у магнітному циклі Брайтона, обернено до магнітокалоричних холодильників.[7] Експерименти дали лише надзвичайно неефективні робочі прототипи,[8][9][10] однак термодинамічний аналіз показує, що термомагнітні двигуни демонструють високу ефективність, порівнянну з ефективністю Карно для малих різниць температури поблизу температури Кюрі магнітного матеріалу.[7][4][11] Принцип термомагнітного двигуна досліджували як можливий виконавчий механізм у розумних матеріалах,[12] успішно генеруючи електричну енергію з градієнтів наднизьких температур.[13]

Див. також

• Термомагнітна конвекція^[en]

Примітки

1. Alves, C.S.; Colman, F.C.; Foleiss, G.L.; Vieira, G.T.F.; Szpak, W. (November 2013). Numerical simulation and design of a thermomagnetic motor. Applied Thermal Engineering. 61 (2): 616—622. doi:10.1016/j.applthermaleng.2013.07.053.
2. Karle, Anton (October 2001). The thermomagnetic Curie-motor for the conversion of heat into mechanical energy. International Journal of Thermal Sciences. 40 (9): 834—842. doi:10.1016/S1290-0729(01)01270-4.
3. Trapanese, Marco (April 2011). A dq axis theory of the magnetic, thermal, and mechanical properties of Curie motor (PDF). Journal of Applied Physics. 109 (7): 07E706. Bibcode:2011JAP...109gE706T. doi:10.1063/1.3562505. ISSN 0021-8979. {{cite journal}}: |hdl-access= вимагає |hdl= (довідка)
4. Bessa, C.V.X.; Ferreira, L.D.R.; Horikawa, O.; Gama, S. (December 2018). On the relevance of temperature, applied magnetic field and demagnetizing factor on the performance of thermomagnetic motors. Applied Thermal Engineering. 145: 245—250. doi:10.1016/j.applthermaleng.2018.09.061.
5. Gama, Sergio; Ferreira, Lucas D. R.; Bessa, Carlos V. X.; Horikawa, Oswaldo; Coelho, Adelino A.; Gandra, Flavio C.; Araujo, Raul; Egolf, Peter W. (2016). Analytic and Experimental Analysis of Magnetic Force Equations. IEEE Transactions on Magnetics. 52 (7): 1—4. doi:10.1109/tmag.2016.2517127.
6. Ferreira, L.; Bessa, C.; Silva, I.; Gama, S. (2013). Green Design, Materials and Manufacturing Processes. с. 107—111. doi:10.1201/b15002. ISBN 978-1-138-00046-9.
7. Bessa, C. V. X.; Ferreira, L. D. R.; Horikawa, O.; Monteiro, J. C. B.; Gandra, F. G.; Gama, S. (2017). On the influence of thermal hysteresis on the performance of thermomagnetic motors. Journal of Applied Physics. 122 (24): 244502. Bibcode:2017JAP...122x4502B. doi:10.1063/1.5010356.
8. Martin, Thomas Commerford; Wetzler, Joseph (1891). The electric motor and its applications. New York: W. J. Johnston. с. 272–278.
9. Murakami, K.; Nemoto, M. (1972). Some experiments and considerations on the behavior of thermomagnetic motors. IEEE Transactions on Magnetics. 8 (3): 387—389. Bibcode:1972ITM.....8..387M. doi:10.1109/tmag.1972.1067406.
10. Andreevskii, K. N.; Mandzhavidze, A. G.; Margvelashvili, I. G.; Sobolevskaya, S. V. (1 вересня 1998). Investigation of the thermodynamic and physical characteristics of a thermomagnetic engine with a gadolinium working element. Technical Physics. 43 (9): 1115—1118. Bibcode:1998JTePh..43.1115A. doi:10.1134/1.1259144. ISSN 1063-7842.
11. Egolf, Peter W.; Kitanovski, Andrej; Diebold, Marc; Gonin, Cyrill; Vuarnoz, Didier (2009). Magnetic power conversion with machines containing full or porous wheel heat exchangers. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 321 (7): 758—762. Bibcode:2009JMMM..321..758E. doi:10.1016/j.jmmm.2008.11.044.
12. Smart Materials Structures of Systems, Allied Publishers, ISBN 8170239583, pages 23–25.
13. Kishore, Ravi Anant; Davis, Brenton; Greathouse, Jake; Hannon, Austin; Emery Kennedy, David; Millar, Alec; Mittel, Daniel; Nozariasbmarz, Amin; Kang, Min Gyu (2019). Energy scavenging from ultra-low temperature gradients. Energy & Environmental Science. 12 (3): 1008—1018. doi:10.1039/C8EE03084G. ISSN 1754-5692.

Література

• Von Tunzelmann, George William (1902). Electricity in modern life. New York: P. F. Collier & Son. с. 383—388.