水浴鍋介質(zhì)加熱裝置物理模型

水浴鍋加熱裝置主要由控制箱、加熱絲、磁力攪拌器、溫度傳感器、外鍋以及內(nèi)鍋組成。由于水浴鍋在控制溫度過程中不僅受到外界溫度的影響，還受其自身鍋體體積和材料的影響，推理出擬合度高的數(shù)學(xué)模型非比較困難。因此，本文提出在仿真軟件中建立水浴鍋傳熱系統(tǒng)物理模型，解決了數(shù)學(xué)建模困難問題，更貼近于實(shí)際情況。物理模型搭建見圖1所示，通過穩(wěn)定加熱源給系統(tǒng)熱量，熱量通過熱傳遞給外鍋內(nèi)的水，水加熱的過程中向兩個(gè)方向進(jìn)行熱傳導(dǎo)，一個(gè)方向是傳遞給外鍋的鋁層，另一個(gè)方向傳遞給內(nèi)鍋的燒杯，最終熱量傳遞給燒杯的水，以此達(dá)到溫度控制。經(jīng)實(shí)驗(yàn)可知，給定溫度信號(hào)通過接入PWM模塊產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)，信號(hào)再經(jīng)過控制熱流率源產(chǎn)生熱量，熱量經(jīng)過傳導(dǎo)熱模塊傳遞給熱質(zhì)量塊，在經(jīng)過可導(dǎo)熱的管道，使外鍋內(nèi)的水升溫，鍋內(nèi)的水通過一個(gè)壓力泵實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)，外鍋專門有一個(gè)導(dǎo)熱口，通過這個(gè)口使外鍋的溫度傳遞給內(nèi)鍋，內(nèi)鍋與外鍋模型基本一致，在導(dǎo)熱口對(duì)接的是外界溫度，為一個(gè)蒸發(fā)散熱過程。內(nèi)外鍋傳熱仿真模塊內(nèi)部見圖1所示，溫度輸入從TANK(B)端A端流入，熱源通過TANK(B)的H口傳遞給TANK(S)的H端。