碳纤维电热线发热规律实验与建模分析

戴家傲; 赵海波; 孔凡和

doi:10.13951/j.cnki.37-1213/n.2019.04.011

烟台大学学报（自然科学与工程版） ›› 2019, Vol. 32 ›› Issue (4) : 362 -368. DOI: 10.13951/j.cnki.37-1213/n.2019.04.011

碳纤维电热线发热规律实验与建模分析

戴家傲, 赵海波, 孔凡和

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

摘要

为深入了解碳纤维电热线发热特性,本文针对12k和24k内芯线径的碳纤维电热线进行了电热性能测试,得到不同长度的碳纤维电热线发热规律.研究发现,通断电后,碳纤维电热线表面温度升降速度极快,最高升温速率可达82. 9℃/min,最高降温速率可达80℃/min,保持通电期间,表面温度趋于稳定,且该稳定温度随长度增加而降低.长度从7m增加到12 m后,12k和24k线径碳纤维稳定温度分别从122℃和166℃降至53℃和71℃,且波动值均在±3℃以内.使用COMSOL Multiphysics软件对碳纤维电热线进行模拟分析,模拟的发热规律与实验结果吻合较好,误差在7%以内.研究表明,通电后温度快速升高然后保持恒定是碳纤维电热线的两大特点.碳纤维电热线采暖系统是一种安全稳定的电采暖形式,在煤改电及其他恒温用热中有很广阔的应用前景.