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HNB电磁加热器具结构设计仿真分析

2022-11-15 14:01
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有删减调整电子雾化与HNB产品都是新型电子产品,结构虽小,却融合应用多种材料、表面处理、芯片电子等技术工艺,而且雾化技术...


电磁加热烟具的基本原理是高速变化的高频高压电流(即交变电流)通过感应线圈,产生变化的交变磁场,通过切割交变磁力线而在金属感应体上产生电涡流,通过载流子高速运动而产生热能,利用热能对物体进行加热。



因此,在烟具结构设计上,核心部件主要有加热片、线圈、隔热部件(烟杯)等,从而带来以下问题:

  • 加热片用什么材料比较合适?

  • 隔热部件用什么材料好?

  • 线圈多少匝最优?

  • 烟杯直径多大升温最快?


据烟草工艺学术交流报道,烟草行业工艺重点实验室李斌博士团队与云南中烟、昆明理工大学的自动化团队合作,选用COMSOL Multiphysics仿真软件开展不同结构尺寸、材质的微型加热器在空载传热过程中,电磁加热烟具电磁场、温度场等多物理场仿真分析。


加热部分结构设计示意图 


仿真分析结果显示:

  • 加热片:材料为低碳钢,平均温度较高,铁镍合金、坡莫合金平均温度略低,但各部位温差较小;

  • 隔热部件:采用PEEK材料时,杯体外部温度较低,隔热效果较好;

  • 线圈匝数:数量越多升温时间越短,所需能量越少,但在有限空间内12匝基本接近上限,匝数选择12匝最合适;

  • 烟杯直径:不同烟杯直径升温时间接近,都能满足要求,但随着烟杯直径变大,发热效率在降低。


图 加热片采样点在300时,不同材料组合时温度场分布


图 线圈丝直径均为0.98mm时,三种不同线圈匝数时加热片磁场温度场和升温曲线


图 三种不同烟杯直径的加热片磁场温度场和升温曲线


本文转载自公众号:艾邦新消费电子资讯

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