Experimental analysis and modelling of magnetic pumping for magnetic refrigeration applications

Abstract

El siguiente proyecto forma parte del desarrollo de un innovador sistema de refrigeración magnética que actualmente se encuentra en fase de investigación. La novedad se encuentra en el uso de nanofluidos magnéticos, que se trata nano-partículas magnéticas suspendidas en un fluido portador. Particularmente, este trabajo se centra en la bomba magnética del sistema, en la que las propiedades magnéticas del fluido son aprovechadas para impulsar y circular el nanofluido de trabajo a través del ciclo. Estudios anteriores probaron la viabilidad de la bomba. Este trabajo parte de dichos resultados y realiza un análisis experimental de la bomba, con el objeto final de encontrar aquellos parámetros que optimicen su funcionamiento. El proyecto se centra en el régimen transitorio del proceso de llenado de la bomba, en el cual se monotoriza el nivel del fluido gracias al uso de un sensor de distancia de alta precisión. Se estudia así el comportamiento del fluido en la bomba ante distintos factores y se compara con el teórico, que se obtiene gracias al desarrollo de un modelo basado en estudios anteriores. Se estudia también el prototipo a pequeña escala de la bomba en el que se realizarán los futuros experimentos, proporcionando un análisis de su configuración y una estrategia para los siguientes trabajos.

This project contributes to the development of a novelty magnetic refrigeration system that is currently at a research stage. The innovation lies in the use of magnetic nanofluids, which consists of magnetic nanoparticles suspended in a carrier fluid. In particular, this work is focused on the magnetic pump of the system, in which the magnetic properties of the fluid are exploited to drive the working nanofluid through a closed loop. Previous studies proved that magnetic pumping was feasible. This work starts from those results and carries out an experimental analysis with the final goal of determining those parameters that optimize the performance of the pump. The project focuses on the transient state of the filling process in the pump, which is monitored by a high precision distance sensor. The behavior of the fluid is thus studied to different factors and compared with theoretical results, which are obtained thanks to the development of a model based on previous studies. The small-scale prototype of the pump is also studied, in which future experiments are to be conducted. An analysis of the configuration and design of the experiments is provided in this report.