ISSN1006－7167CN31－1707/TＲESEAＲCHANDEXPLOＲATIONINLABOＲATOＲY第42卷第1期Vol．42No．12023年1月Jan．2023DOI:10．19927/j．cnki．syyt．2023．01．020基于多物理场的电加热装置加热丝结构研究陈雷，徐涛，付启桐，邢作霞，张鹏，徐健(沈阳工业大学电气工程学院，沈阳110870)摘要:采用电-磁-热多场耦合的方法对电加热元件进行研究，提出一种新的U型管状电加热元件。利用数值模拟的方法分析了磁场、电场以及温度场对电热元件的影响，对比了管状和柱状两种加热元件的磁通密度、电场强度和温度分布特点，计算了元件的电磁力、表面负荷，并根据已有柱状加热元件结构和装置对数值模拟结果进行验证进而推断新结构的可行性。研究表明，在相同工况下，管状结构加热元件能够有效减小热量积累，相较柱状加热元件温度能降低25%，同时能减小37%表面负荷，有效提高元件的使用寿命，综合性能良好。关键词:固体电制热装置;多物理场耦合;电热元件;加热丝设计中图分类号:TK37文献标志码:A文章编号:1006－7167(2023)01－0099－06ＲesearchonHeatingWireStructureofElectricHeatingDeviceBasedonMulti－physicsFieldCHENLei，XUTao，FUQitong，XINGZuoxia，ZHANGPeng，XUJian(SchoolofElectricalEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China)Abstract:Theelectricheatingelementistheoreticallydeducedbythemethodofelectro-magnetic-thermalmulti-fieldcoupling，andanewstructureofelectricheatingelementisproposed．Theinfluenceofmagneticfield，electricfieldandtemperaturefieldontheelectricheatingelementisanalyzedbynumericalsimulation，themagneticdensity，electricfieldandtemperaturedistributioncharacteristicsofthetwoheatingelementsarecompared，andtheelectromagneticforceandsurfaceloadoftheelementarecalculated．Theheatingelementstructureanddeviceareverifiedbynumericalsimulationresultstoinferthefeasibilityofthenewstructure．Theresearchshowsthatunderthesameworkingconditions，thetubularheatingelementcaneffectivelyreducetheheataccumulation，reducethetemperatureofthecylindricalheatingelementby25%，reducethesurfaceloadby37%，improvetheservicelifeoftheelement．Ithasgoodcomprehensiveperformance．Keywords:solidelectricheatingdevice;multi-physicscoupling;electricheatingele...
