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Predicting the dominating factors during heat transfer in magnetocaloric composite wires

  • Magnetocaloric composite wires have been studied by pulsed-field measurements up to μ0ΔH = 10 T with a typical rise time of 13 ms in order to evaluate the evolution of the adiabatic temperature change of the core, ΔTad, and to determine the effective temperature change at the surrounding steel jacket, ΔTeff, during the field pulse. An inverse thermal hysteresis is observed for ΔTad due to the delayed thermal transfer. By numerical simulations of application-relevant sinusoidal magnetic field profiles, it can be stated that for field-frequencies of up to two field cycles per second heat can be efficiently transferred from the core to the outside of the jacket. In addition, intense numerical simulations of the temperature change of the core and jacket were performed by varying different parameters, such as frequency, heat capacity, thermal conductivity and interface resistance in order to shed light on their impact on ΔTeff at the outside of the jacket in comparison to ΔTad provided byMagnetocaloric composite wires have been studied by pulsed-field measurements up to μ0ΔH = 10 T with a typical rise time of 13 ms in order to evaluate the evolution of the adiabatic temperature change of the core, ΔTad, and to determine the effective temperature change at the surrounding steel jacket, ΔTeff, during the field pulse. An inverse thermal hysteresis is observed for ΔTad due to the delayed thermal transfer. By numerical simulations of application-relevant sinusoidal magnetic field profiles, it can be stated that for field-frequencies of up to two field cycles per second heat can be efficiently transferred from the core to the outside of the jacket. In addition, intense numerical simulations of the temperature change of the core and jacket were performed by varying different parameters, such as frequency, heat capacity, thermal conductivity and interface resistance in order to shed light on their impact on ΔTeff at the outside of the jacket in comparison to ΔTad provided by the core.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:M. Krautz, L. Beyer, Alexander FunkORCiD, Anja Waske, B. Weise, J. Freudenberger, T. Gottschall
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Materials & Design
Jahr der Erstveröffentlichung:2020
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.0 Abteilungsleitung und andere
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Elsevier Ltd.
Jahrgang/Band:193
Erste Seite:108832
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Composite; Heat transfer; Numerical simulation; Pulsed magnetic field
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Materialdesign
DOI:10.1016/j.matdes.2020.108832
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-513791
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:05.10.2020
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:05.10.2020
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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