水浴锅介质加热装置物理模型

水浴锅加热装置主要由控制箱、加热丝、磁力搅拌器、温度传感器、外锅以及内锅组成。由于水浴锅在控制温度过程中不仅受到外界温度的影响，还受其自身锅体体积和材料的影响，推理出拟合度高的数学模型非比较困难。因此，本文提出在仿真软件中建立水浴锅传热系统物理模型，解决了数学建模困难问题，更贴近于实际情况。物理模型搭建见图1所示，通过稳定加热源给系统热量，热量通过热传递给外锅内的水，水加热的过程中向两个方向进行热传导，一个方向是传递给外锅的铝层，另一个方向传递给内锅的烧杯，最终热量传递给烧杯的水，以此达到温度控制。经实验可知，给定温度信号通过接入PWM模块产生脉宽调制信号，信号再经过控制热流率源产生热量，热量经过传导热模块传递给热质量块，在经过可导热的管道，使外锅内的水升温，锅内的水通过一个压力泵实现内循环，外锅专门有一个导热口，通过这个口使外锅的温度传递给内锅，内锅与外锅模型基本一致，在导热口对接的是外界温度，为一个蒸发散热过程。内外锅传热仿真模块内部见图1所示，温度输入从TANK(B)端A端流入，热源通过TANK(B)的H口传递给TANK(S)的H端。