加热卷烟加热元件温度场分析及试验研究

摘要

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.