電磁爐內(nèi)部發(fā)熱元件的散熱會嚴(yán)重影響電磁爐的性能、運行安全以及可靠性,因此需要設(shè)計合理的散熱結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對發(fā)熱元件的降溫。通過運用Fluent計算流體動力學(xué)仿真,提出了一種基于風(fēng)能聚集與分層送風(fēng)的電磁爐散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計思想,并通過實驗對仿真模型的準(zhǔn)確性進行了驗證。通過仿真分析得出,散熱結(jié)構(gòu)中風(fēng)道的位置及高度對發(fā)熱元件的散熱有很大影響,因此合理利用電磁爐內(nèi)部空間,適當(dāng)減小風(fēng)道兩側(cè)的空間,并控制線圈盤上表面與微晶面板下表面之間間隙的寬度,可將進風(fēng)更多地聚集至風(fēng)道,提高進風(fēng)有效利用率,進而提升風(fēng)道散熱效果。

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【部分圖文】：

圖1 電磁爐散熱結(jié)構(gòu)物理模型

仿真以某型號電磁爐為樣機，運用模型設(shè)計軟件Creo建立三維模型，如圖1所示。樣機尺寸為長度345mm，寬度280mm，高度52mm。散熱片用于為電路板上的兩個大功率發(fā)熱元件降溫，分別為IGBT和整流橋。散熱片材質(zhì)為鋁，長度為74mm，總翅片數(shù)為11片，翅片間距為4.3m....

圖2 電磁爐內(nèi)部計算域網(wǎng)格

電磁爐內(nèi)部計算域的網(wǎng)格如圖2所示。網(wǎng)格采用非結(jié)構(gòu)化四面體網(wǎng)格，對發(fā)熱元件處的網(wǎng)格進行了加密處理，以提高熱傳遞的計算精度。網(wǎng)格總數(shù)為367.7萬，質(zhì)量在0.25以上，質(zhì)量良好，可滿足計算要求。為計算熱傳導(dǎo)過程，需對IGBT、整流橋、線圈盤等發(fā)熱元件設(shè)置固體計算域，因此空氣與各發(fā)熱元....

圖3 SF12025SM型號風(fēng)機性能曲線

電磁爐系統(tǒng)中共有四個熱源，分別為微晶面板上表面、線圈盤、IGBT和整流橋。微晶面板上表面的熱量主要來自鍋體，可為微晶面板上表面設(shè)置與鍋體相同的固定溫度，因此當(dāng)模擬燒水時，可設(shè)置微晶面板上表面為100℃。通過實驗測得線圈盤、IGBT和整流橋的發(fā)熱功率分別為100W、7.4W和3....

圖4 測溫實驗不同位置溫度隨時間變化曲線

為驗證仿真模型的準(zhǔn)確性，需在與仿真模型相同的工況下對樣機進行測溫實驗，并將實驗數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果進行比較。測溫實驗的環(huán)境溫度為27℃，實驗內(nèi)容為在全功率（2100W）狀態(tài)下持續(xù)燒水30分鐘，測量樣機內(nèi)部不同位置的溫度，測溫點包括：IGBT下表面取1個點、整流橋下表面取1個點、散熱片....

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