电阻发热元件温度均匀性仿真研究

谭健, 蔡冰, 刘华臣, 徐青怡, 张慧, 詹望成

doi:10.14135/j.cnki.1006-3080.20241204001

华东理工大学学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 51 ›› Issue (05) : 614 -622. DOI: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20241204001

电阻发热元件温度均匀性仿真研究

谭健, 蔡冰, 刘华臣, 徐青怡, 张慧, 詹望成

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摘要

针对电阻发热元件普遍存在加热温度分布不均匀的问题，本文采用电热耦合仿真方法对发热元件的结构和材料进行研究与优化，以降低不同区域的温度差值。首先，采用温度均匀系数作为发热元件温度均匀性的量化指标，研究发热元件的折弯间隙宽度、内倒角和外倒角等折弯结构参数对温度分布均匀性的影响，在原发热元件基础上优化设计了一种能实现最佳温度均匀性的发热元件结构，其主要采用R₁=0.3 mm的内倒圆与外直角结合的折弯结构，间隙宽度为0.5 mm。进一步研究了不同PTC（Positive Temperature Coefficient）材料对温度分布均匀性的影响，结果表明具有较高电阻率和较高热导率的铝铜合金材料有助于改善发热元件的温度均匀性。