ANSYS基于电磁加热熔胶系统研究(3)
4.熔胶系统温度测量与控制
通过利用温度测控系统来控制温度变化，使温度达到加热胶料的条件后不再继续上升，避免胶料高温碳化。
针对上述研究内容：
采用如下方法进行研究：
1.运用ANSYS仿真分析，借助顺序耦合的物理环境法，可以解决感应加热中胶缸材料参数的温度依赖性问题，得出胶缸的温度分布情况。
2.通过感应线圈的轴向位置、胶缸底部厚度和壁厚的改变，观察胶缸温度分布的变化，即熔胶效果，作为胶缸优化的方向性依据。
3.通过实际的熔胶实验，获取胶缸的实际温度变化情况，与仿真模拟结果进行对比，从而验证仿真模拟结果是否正确。
4.基于胶缸的温度分布情况，在适当位置放置温度传感器，结合温控器，实现对胶缸温度简单有效的测量与控制。2.胶缸电磁加热仿真分析
2.1 电磁加热原理
初级线圈中的电流变化导致邻近的闭合次级线圈中产生感应电流，法拉第(Michael Faraday)据此提出感应加热的概念。感应加热原理如图2.1所示，一组感应线圈缠绕在被加热金属外面。线圈通以特定频率的交变电流即产生同频率的交变磁通，交变磁通使金属工件产生感应电势，进而产生感应电流(涡流)实现对工件的加热。
图2.1 电磁感应加热原理
感应线圈与金属工件无须直接接触，能量可通过电磁感应传递，其能量转化过程如图2.2所示。
图2.2 电能-内能转换
2.2 电磁加热模型
胶缸电磁加热涉及到材料物理参数随温度的变化，是电磁场与温度场的耦合分析，计算过程极其复杂，只要不影响问题讨论可以简化一些条件，达到效果与效率的平衡。
胶缸的电磁加热的三文模型截面如图2.3所示。最里面为45号钢桶形胶缸，底部小圆孔用于出胶料。胶缸外面的保温层通过围绕一层玻璃纤文实现。保温层外缠绕感应线圈。感应线圈接通特定频率的交变电流后产生交变磁场，交变磁场在胶缸上产生涡流，加热胶缸。
图2.3胶缸三文模型
胶缸是轴对称结构，同一轴向高度下电磁场、温度场等各物理量在圆周方向呈对称分布，因此仿真模型可以简化。由三文模型简化为二文，提高计算效率，二文模型如图2.4所示。X方向水平向右，Y方向垂直向上，此二文图形绕Y轴旋转360度即是三文模型。图中胶缸、保温层、线圈自左而右。ANSYS中紧密缠绕的线圈经简化变成矩形，单匝感应线圈直径即矩形宽，单匝感应线圈直径乘以匝数即矩形长。
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