本文研究对象为中心针式感应加热卷烟烟具,主要包括控制电路、电芯及感应加热系统,其中感应加热系统包括线圈、发热体及线圈支架。线圈为利兹线,材质为铜,15匝。线圈支架材质为聚醚醚酮,简称“PEEK”。发热体材质为SUS430。受制于结构小型化,线圈外侧与烟具外壳内壁间隙不大于0.25mm。由于正常工作阶段,发热体的最高温度可达400℃,若不存在均热材料,烟具外壳手感偏热。
1.2 感应加热仿真模型
基于COMSOL有限元软件AC/DC模块电磁场物理接口,计算感应加热系统中,加入不同磁导率的电磁屏蔽材料后,系统电感、交流电阻等的变化规律,研究感应系统各组件的功率,计算不同状态的能量转换效率。首先,按照感应加热卷烟烟具感应系统的各主要组成部分进行结构建模,包括线圈、线圈支架、发热体、铝壳及不同状态的屏蔽膜,具体模型如图 2所示。屏蔽膜与线圈等高,厚度设置为0.24mm。最后建立空气域模型,将感应系统置于空气域中。材料基础属性选择软件内已设定的参数。