Uporaba toplotnih stikal in toplotnih diod v sistemu s cikličnim spreminjanjem temperatureKlinar, Katja (Avtor) Kitanovski, Andrej (Mentor) Arkar, Ciril (Komentor) toplotna stikalatoplotne diodeprenos toploteupravljanje s toplotomagnetokaloričenDoktorsko delo obravnava prenos toplote pri magnetnem hlajenju z uporabo trdninskih toplotnih diod in tekočinskih toplotnih stikal. V prvem sklopu smo razvili 1D numerični model magnetokalorične naprave z vgrajenima dvema toplotnima diodama. Osredotočili smo se na lastnosti materialov, primernih za toplotne diode ter na toplotno rektifikacijo v tranzientnem režimu delovanja. Rektifikacijski koeficient smo določali tudi z uporabo nevronskih mrež. V drugem sklopu smo razvili 1D numerični model za simulacije statičnih toplotnih stikal. Z občutljivostno analizo smo določili najvplivnejše parametre, nadgraditev modela z genetskim algoritmom pa je omogočila optimizacijo dimenzij toplotnega stikala in magnetokaloričnega materiala glede na največjo temperaturno razliko med izvorom in ponorom toplote. Delovanje dveh konceptov toplotnih stikal smo analizirali eksperimentalno s principom elektroomočenja in ferohidrodinamike. Delovanje slednjega smo testirali tudi v magnetokalorični hladilni napravi. Rezultati numeričnih analiz potrjujejo sposobnost delovanja magnetokaloričnih naprav s toplotnimi stikali oz. toplotnimi diodami pri višjih delovnih frekvencah od trenutno uporabljenih aktivnih magnetnih regeneratorjev, česar pa v okviru dela tega nismo mogli eksperimentalno potrditi. Na področju toplotnih diod zaradi omejenega stanja tehnike in razpoložljivosti ustreznih materialov, pri toplotnih stikalih pa zaradi manjšega preklopnega razmerja ter daljšega odzivnega časa od pričakovanega. Kljub temu pa smernice hitrega razvoja mikrotehnologije, obdelave materialov in izdelave novih materialov kažejo na možnost eksperimentalne potrditve koncepta v prihodnjih letih.[K. Klinar]20222022-10-14 08:30:24Doktorsko delo/naloga141996sl