Эластокалорический эффект в твердотельном тепловом насосе для сплава Ti2NiCu

Постановка проблемы. В настоящее время возникла необходимость изучения возможности использования в альтернативной энергетике эластокалорического эффекта (ЭКЭ) в сплаве Ti2NiCu, выстилаемым в роли рабочего тела в твердотельном тепловом насосе. 

Цель. Экспериментально исследовать ЭКЭ в лентах быстрозакаленного сплава Ti2NiCu при разных значениях частоты циклов внешнего механического растягивающего напряжения, а также оценить максимальную удельную мощность преобразования тепла на основе рабочего тела из ленты быстрозакаленного сплава Ti2NiCu.

Результат. Установлено, что ЭКЭ максимален вблизи температур термоупругого мартенситного фазового перехода первого рода, а максимальное изменение температуры наблюдается в точке, соответствующей завершению обратного мартенситного перехода Т = 67,5 ºС, и составляет 21 К и 6 К при циклической механической нагрузке в 300 и 100 МПа соответственно. Показано, что величина ЭКЭ не зависит от частоты внешнего воздействия в диапазоне от 0 до 50 Гц. Дана оценка удельной мощности быстрозакаленной ленты как преобразователя тепловой энергии при внешнем механическом напряжении величиной 100 Мпа: ее величина составила 150 кВт/кг при частоте 50 Гц ЭКЭ составляет 6 К. Практическая значимость. Полученная оценка удельной мощности позволяет использовать сплавы Ti2NiCu как рабочее тело в твердотельных тепловых насосах благодаря большому значению ЭКЭ, хорошим показателям прочности, а также сравнительно недорогой стоимости.