加热卷烟加热元件温度场分析及试验研究

作者：时春鑫; 郑绪东^*; 吴建德; 李志强; 王程娅; 王汝; 马军

来源：烟草科技, 2020, 53(11): 89-96.

DOI：10.16135/j.issn1002-0861.2020.0051

• 加热卷烟
• 加热元件
• 热-电耦合
• 温度场
• 仿真软件

为解决国内加热卷烟加热元件温度波动大、烘烤烟支口感差等问题,以一种氧化铝陶瓷为基底材料、铂基电阻浆料为导电轨迹、金属银为焊盘及引脚材料的加热元件为对象,采用COMSOL Multiphysics软件对其温度场分布特性进行分析。基于加热元件的温度控制需求,设计了温度控制电路,获得温度场建模参数;根据加热元件基础物理参数及控制参数,运用多物理场有限元仿真软件COMSOL Multiphysics建立加热元件在热-电耦合作用下的三维模型,获得加热元件不同工作状态下的温度变化规律;通过搭建试验平台对仿真结果进行验证。仿真数据与试验数据对比结果表明:预热模式下,加热元件最高温度模拟值与试验值的最大误差为4.8%;恒温模式下,加热元件最高温度模拟值与试验值的最大误差为7.1%,其结果保持良好的一致性,且误差在可接受范围内,验证了该模型及仿真方法的有效性。该技术可为加热元件的研发和质量提升提供理论依据。

• 单位
  自动化学院; 昆明理工大学; 云南中烟工业有限责任公司技术中心