一種電熨斗底板溫度分布的計算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電熨斗底板溫度分布的計算方法。將電熨斗底板視作截面相同的平板，建立平板物理模型A；將電熨斗加熱管視作U形管，建立U形管物理模型B；根據(jù)電熨斗加熱管與電熨斗底板的位置，將U形管物理模型B平行嵌入到平板物理模型A上建立有限元模型C，根據(jù)有限元模型C通過有限元法計算得到平板下表面中心線的中點溫度作為關(guān)鍵點溫度，計算各時刻下的平板溫度分布作為電熨斗的底板溫度分布。本發(fā)明通過測量所得的參數(shù)作為基本條件，避免了電熨斗附加熱電偶及導熱硅油對底板溫度場的影響，能夠完整地計算得到任意時刻任意位置底板溫度的分布，精度高，操作方便。
【專利說明】一種電熨斗底板溫度分布的計算方法

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種溫度分布的計算方法，尤其是涉及一種電熨斗底板溫度分布的計 算方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 電熨斗已經(jīng)成為現(xiàn)代生活必備的家庭工具之一，而且現(xiàn)在的電熨斗不僅僅具有加 熱功能，還包括其它附加功能如：恒溫、蒸汽、噴霧等等，這些功能的實現(xiàn)要有一個基本的條 件才能實現(xiàn)，就是電熨斗底板的精確測溫，所以電熨斗底板溫度分布的檢測也是科學研究 的一個重要方向。
[0003] 目前對電熨斗的檢測方式還停留在用熱電偶進行接觸測量，本文創(chuàng)新了一種方 法，可以對不同結(jié)構(gòu)的底板溫度進行計算，通過與福祿克Ti25熱像儀進行比較，溫度的誤 差在5°C以內(nèi)，為今后設計新的電熨斗以及底板溫度檢測提供一種新的可行方法。
[0004] 現(xiàn)有的對電熨斗底板溫度檢測的方法，存在的缺陷和不足之處如下：
[0005] 由于接觸測溫要求測量熱電偶放置于電熨斗底板上，一般需要附著上導熱硅油， 用聚酯膠固定，操作不方便，還要影響電熨斗的底板溫度場；檢測時只測量電熨斗底板四個 點的溫度，不能很好反應整個底板的溫度狀態(tài)；存在進一步改進空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對【背景技術(shù)】中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種電熨斗底板溫度分布的計 算方法，簡單有效，可以通過測量電熨斗的外觀尺寸、加熱管尺寸、功率等信息而進行溫度 預測，減少不必要的實驗和材料。
[0007] 為解決上述問題，本發(fā)明的電熨斗底板內(nèi)嵌有電熨斗加熱管，包括以下步驟：
[0008] 1)將電熨斗底板視作截面相同的平板，建立平板物理模型A，平板物理模型A的參 數(shù)包括平板的厚度d、底面積S、密度P、導熱系數(shù)k和比熱c、室溫T f以及平板對空氣的對 流換熱系數(shù)hf，平板的厚度d、底面積S、密度P、導熱系數(shù)k和比熱c均與電熨斗底板的屬 性相同；
[0009] 2)將電熨斗加熱管視作U形管，建立U形管物理模型B，U形管物理模型B的參數(shù) 包括U形管中心線與U形管一側(cè)直管部分的中軸線之間的距離 Γι、U形管兩側(cè)直管部分的 半徑r2和U形管兩側(cè)直管部分的長度h ;
[0010] 3)根據(jù)電熨斗加熱管與電熨斗底板的位置，將U形管物理模型B平行嵌入到平板 物理模型A上建立有限元模型C，有限元模型C中，U形管物理模型B和平板物理模型A的 對稱中心線重合，U形管物理模型B嵌入平板物理模型A的深度為U形管兩側(cè)直管部分的 半徑r 2 ;
[0011] 4)根據(jù)有限元模型C通過有限元法計算得到平板下表面中心線的中點溫度作為 關(guān)鍵點溫度，計算各時刻下的平板溫度分布作為電熨斗的底板溫度分布。
[0012] 所述的步驟4)中計算各時刻下的平板溫度分布具體采用以下方法：
[0013] 設定溫度常數(shù)T，當該關(guān)鍵點溫度大于溫度常數(shù)T時，將近似熱流密度qw代入所述 的有限元模型C中計算當前時刻下的平板溫度；當該關(guān)鍵點溫度小于溫度常數(shù)T時，將近似 熱流密度q w等于零代入所述的有限元模型C中計算當前時刻下的平板溫度。
[0014] 所述的溫度常數(shù)T為電熨斗內(nèi)的雙金屬片控溫元件的斷開溫度。
[0015] 所述的近似熱流密度qw根據(jù)電熨斗的功率Q和U形管物理模型B通過以下公式 計算得到：

【權(quán)利要求】
1. 一種電熨斗底板溫度分布的計算方法，電熨斗底板內(nèi)嵌有電熨斗加熱管，其特征在 于包括以下步驟： 1) 將電熨斗底板視作截面相同的平板，建立平板物理模型A，平板物理模型A的參數(shù)包 括平板的厚度d、底面積S、密度P、導熱系數(shù)k和比熱c、室溫T f以及平板對空氣的對流換 熱系數(shù)hf，平板的厚度d、底面積S、密度P、導熱系數(shù)k和比熱c均與電熨斗底板的屬性相 同； 2) 將電熨斗加熱管視作U形管，建立U形管物理模型B，U形管物理模型B的參數(shù)包括 U形管中心線與U形管一側(cè)直管部分的中軸線之間的距離ri、U形管兩側(cè)直管部分的半徑r2 和U形管兩側(cè)直管部分的長度h ; 3) 根據(jù)電熨斗加熱管與電熨斗底板的位置，將U形管物理模型B平行嵌入到平板物理 模型A上建立有限元模型C，有限元模型C中，U形管物理模型B和平板物理模型A的對稱 中心線重合，U形管物理模型B嵌入平板物理模型A的深度為U形管兩側(cè)直管部分的半徑 r2 ; 4) 根據(jù)有限元模型C通過有限元法計算得到平板下表面中心線的中點溫度作為關(guān)鍵 點溫度，計算各時刻下的平板溫度分布作為電熨斗的底板溫度分布。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電熨斗底板溫度分布的計算方法，其特征在于：所述的 步驟4)中計算各時刻下的平板溫度分布具體采用以下方法： 設定溫度常數(shù)T，當該關(guān)鍵點溫度大于溫度常數(shù)T時，將近似熱流密度qw代入所述的有 限元模型C中計算當前時刻下的平板溫度；當該關(guān)鍵點溫度小于溫度常數(shù)T時，將近似熱流 密度qw等于零代入所述的有限元模型C中計算當前時刻下的平板溫度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電熨斗底板溫度分布的計算方法，其特征在于：所述的 溫度常數(shù)T為電熨斗內(nèi)的雙金屬片控溫元件的斷開溫度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電熨斗底板溫度分布的計算方法，其特征在于：所述的 近似熱流密度qw根據(jù)電熨斗的功率Q和U形管物理模型B通過以下公式計算得到： q - _0__R 2πι%{πι\+2Η) w 其中，Rw為電熨斗加熱管的加熱絲熱量傳遞到電熨斗加熱管的外部套管上熱量的百分 比。
【文檔編號】G06F17/50GK104050320SQ201410265935
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月14日
【發(fā)明者】陳樂 , 馬東波, 鄭堅璐 申請人:中國計量學院