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Motor termomagnético

Los motores termomagnéticos (también conocidos como ruedas de Curie, [1] motores Curie [2] [3] y motores piromagnéticos [4] ) convierten el calor en energía cinética utilizando el efecto termomagnético , [5] es decir, la influencia de la temperatura en la magnetización del material magnético . [6]

Antecedentes históricos

Esta tecnología se remonta al siglo XIX, cuando varios científicos presentaron patentes sobre los llamados "generadores piromagnéticos". [7] Estos sistemas operan en un ciclo magnético Brayton, de manera inversa a los refrigeradores magnetocalóricos . [8] Los experimentos han producido solo prototipos de trabajo extremadamente ineficientes, [9] [10] [11] sin embargo, el análisis termodinámico indica que los motores termomagnéticos presentan una alta eficiencia relacionada con la eficiencia de Carnot para pequeñas diferencias de temperatura alrededor de la temperatura de Curie del material magnético . [8] [5] [12] El principio del motor termomagnético se ha estudiado como un posible actuador en materiales inteligentes , [13] teniendo éxito en la generación de energía eléctrica a partir de gradientes de temperatura ultrabajos . [14]

Véase también

Referencias

  1. ^ Alves, CS; Colman, FC; Foleiss, GL; Vieira, GTF; Szpak, W. (noviembre de 2013). "Simulación numérica y diseño de un motor termomagnético". Ingeniería térmica aplicada . 61 (2): 616–622. doi :10.1016/j.applthermaleng.2013.07.053.
  2. ^ Karle, Anton (octubre de 2001). "El motor termomagnético de Curie para la conversión de calor en energía mecánica". Revista internacional de ciencias térmicas . 40 (9): 834–842. doi :10.1016/S1290-0729(01)01270-4.
  3. ^ Trapanese, Marco (abril de 2011). "Una teoría del eje dq de las propiedades magnéticas, térmicas y mecánicas del motor de Curie" (PDF) . Journal of Applied Physics . 109 (7): 07E706. Bibcode :2011JAP...109gE706T. doi :10.1063/1.3562505. hdl : 10447/80505 . ISSN  0021-8979.
  4. ^ Edison, TA, "Motor piromagnético", patente estadounidense n.º 380.100; patentado el 27 de marzo de 1888.
  5. ^ ab Bessa, CVX; Ferreira, LDR; Horikawa, O.; Gama, S. (diciembre de 2018). "Sobre la relevancia de la temperatura, el campo magnético aplicado y el factor de desmagnetización en el rendimiento de los motores termomagnéticos". Ingeniería térmica aplicada . 145 : 245–250. doi :10.1016/j.applthermaleng.2018.09.061. S2CID  117682356.
  6. ^ Gama, Sergio; Ferreira, Lucas DR; Bessa, Carlos VX; Horikawa, Oswaldo; Coelho, Adelino A.; Gandra, Flavio C.; Araujo, Raúl; Egolf, Peter W. (2016). "Análisis analítico y experimental de ecuaciones de fuerza magnética". Transacciones IEEE sobre magnetismo . 52 (7): 1–4. doi :10.1109/tmag.2016.2517127. S2CID  21094593.
  7. ^ Ferreira, L.; Besa, C.; Silva, I.; Gama, S. (2013). Diseño, materiales y procesos de fabricación ecológicos . págs. 107-111. doi :10.1201/b15002-23 (inactivo el 12 de noviembre de 2024). ISBN 978-1-138-00046-9.{{cite book}}: CS1 maint: DOI inactivo a partir de noviembre de 2024 ( enlace )
  8. ^ ab Bessa, CVX; Ferreira, LDR; Horikawa, O.; Monteiro, JCB; Gandra, FG; Gama, S. (2017). "Sobre la influencia de la histéresis térmica en el rendimiento de los motores termomagnéticos". Journal of Applied Physics . 122 (24): 244502. Bibcode :2017JAP...122x4502B. doi :10.1063/1.5010356.
  9. ^ Martin, Thomas Commerford; Wetzler, Joseph (1891). El motor eléctrico y sus aplicaciones. Nueva York: WJ Johnston. pp. 272–278.
  10. ^ Murakami, K.; Nemoto, M. (1972). "Algunos experimentos y consideraciones sobre el comportamiento de los motores termomagnéticos". IEEE Transactions on Magnetics . 8 (3): 387–389. Bibcode :1972ITM.....8..387M. doi :10.1109/tmag.1972.1067406.
  11. ^ Andreevskii, KN; Mandzhavidze, AG; Margvelashvili, IG; Sobolevskaya, SV (1 de septiembre de 1998). "Investigación de las características termodinámicas y físicas de un motor termomagnético con un elemento de trabajo de gadolinio". Física técnica . 43 (9): 1115–1118. Bibcode :1998JTePh..43.1115A. doi :10.1134/1.1259144. ISSN  1063-7842. S2CID  121369732.
  12. ^ Egolf, Peter W.; Kitanovski, Andrej; Diebold, Marc; Gonin, Cyrill; Vuarnoz, Didier (2009). "Conversión de potencia magnética con máquinas que contienen intercambiadores de calor de rueda llenos o porosos". Revista de magnetismo y materiales magnéticos . 321 (7): 758–762. Código Bibliográfico :2009JMMM..321..758E. doi :10.1016/j.jmmm.2008.11.044.
  13. ^ Estructuras de sistemas de materiales inteligentes , Allied Publishers, ISBN 8170239583 , páginas 23–25. 
  14. ^ Kishore, Ravi Anant; Davis, Brenton; Greathouse, Jake; Hannon, Austin; Emery Kennedy, David; Millar, Alec; Mittel, Daniel; Nozariasbmarz, Amin; Kang, Min Gyu (2019). "Recuperación de energía a partir de gradientes de temperatura ultrabajos". Energía y ciencia medioambiental . 12 (3): 1008–1018. doi :10.1039/C8EE03084G. ISSN  1754-5692. S2CID  104331548.


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