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电加热不燃烧卷烟烟具温控系统的优化与设计

发布时间:2023-01-08 17:17
  随着全球控烟环境的日趋严峻以及人们对于健康的日益关注,研发一种全面地降低烟草有害释放量的加热不燃烧卷烟制品逐渐成为全球烟草行业的发展重点。其中,电加热不燃烧卷烟烟具温控系统是控制烟具温度,将电能转化为热能的核心部件。目前行业内,电加热不燃烧卷烟烟具温度控制系统关键参数的设定多以经验值主导,导致电加热不燃烧卷烟烟具温度控制系统存在温度波动较大、加热烟支口感较差、批量化生产合格率较低等问题逐步暴露出来,因此电加热不燃烧卷烟烟具温度控制系统关键参数设定以及软硬件设计急需做进一步的研究。为实现电加热不燃烧卷烟烟具加热过程中温度稳定性、口感最佳且量产合格率高的目标,首先,对国内外电加热不燃烧卷烟烟具设计的现状进行对比分析;其次,对温控系统加热的烟支状态进行分析,通过实验并结合该温度控制系统设计特性,简要说明温控系统应用中存在的缺陷,并对存在问题进行深入探析,明确该温度控制系统存在的问题及影响因素;然后,通过实验确定了温控系统的控制温度和电加热不燃烧卷烟所需的热量等参数,根据温控系统与烟支特性初步建立一套完整的测定烟支温度与比热容关系的方法,建立烟支的温度与比热容模型;其后,结合烟支吸收热量以及温... 

【文章页数】:89 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 国内外研究现状
        1.1.1 电加热不燃烧卷烟烟具概述
        1.1.2 国内外发展趋势和研究现状
    1.2 研究的目的和意义
        1.2.1 课题研究的目的
        1.2.2 课题研究的意义
    1.3 本课题要重点解决的工程实际问题
    1.4 论文主要研究内容和章节安排
    1.5 本章小结
第二章 加热系统存在问题及影响因素探析
    2.1 温控系统存在问题
        2.1.1 实验测温方式的选择
        2.1.2 不同工作状态烟具加热温度测试
        2.1.3 测试结果分析
    2.2 温控系统影响因素探析
        2.2.1 电源系统问题探析
        2.2.2 加热元件问题探析
        2.2.3 测控温电路问题探析
    2.3 本章小结
第三章 建模研究与优化设计
    3.1 电加热不燃烧卷烟加热温度研究
        3.1.1 电加热不燃烧卷烟烟气释放特性
        3.1.2 电加热不燃烧卷烟烟雾量与温度关系研究
    3.2 烟支温度与比热容模型研究
        3.2.1 模型理论研究
        3.2.2 温度与比热容数学模型
        3.2.3 温度与比热容实验系统搭建
        3.2.4 温度与比热容建模与分析
    3.3 加热元件建模及性能优化
        3.3.1 加热元件初值电阻数学模型
        3.3.2 测温材料的选择
        3.3.3 加热元件电阻值的优化
        3.3.4 加热元件性能测试
    3.4 本章小结
第四章 温度控制系统设计
    4.1 温控系统数学模型与仿真分析
        4.1.1 温控系统数学模型
        4.1.2 温控系统仿真分析
    4.2 硬件电路设计
        4.2.1 主控芯片简介
        4.2.2 电源供电模块
        4.2.3 温度采集模块
        4.2.4 加热模块
    4.3 软件系统设计
        4.3.1 软件开发环境及工具
        4.3.2 系统主程序设计流程
        4.3.3 测温模块软件设计
        4.3.4 控温模块软件设计
    4.4 温控系统的搭建与调试
        4.4.1 温控系统的搭建
        4.4.2 温控系统的调试
    4.5 本章小结
第五章 电加热不燃烧卷烟烟具温度控制系统验证分析
    5.1 烟支烘烤效果对比
    5.2 输出波形对比
    5.3 烟具温度控制系统稳定性验证
        5.3.1 电加热不燃烧卷烟烟具空载条件下温控实验
        5.3.2 电加热不燃烧卷烟烟具负载抽吸条件下温控实验
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录A 攻读硕士学位期间的科研成果
附录B 攻读硕士学位期间参加的科研项目


【参考文献】:
期刊论文
[1]不同加热温度下电加热不燃烧卷烟烟气释放特性研究[J]. 郑绪东,李志强,王程娅,徐少俊,韩敬美,雷萍,尚善斋,王汝,曾旭,陈焰,汤建国.  安徽农业科学. 2018(36)
[2]高热负荷作用下钨的热疲劳损伤研究[J]. 马栋,王波,王亮,汤云晖,张丽霞,宋雪梅.  稀有金属材料与工程. 2018(03)
[3]变革与挑战:新型烟草制品发展展望[J]. 陈超英.  中国烟草学报. 2017(03)
[4]基于Matllab的约束最小二乘法拟合磁滞回线[J]. 鲁晓东.  大学物理实验. 2017(02)
[5]混合溶液等压比热容的简便测量系统及修正[J]. 张学艳,曾洲英,王绍菊,朱镜红,张芳芳,姚斌.  大学物理实验. 2016(06)
[6]基于气溶胶粒径分布测定电子烟烟雾量[J]. 张霞,韩熠,李寿波,巩效伟,雷萍,韩敬美,陈永宽,缪明明,孙志勇,朱东来.  中国烟草学报. 2016(04)
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[8]不同部位、产地烤烟梗丝主流烟气有害成分释放量分析[J]. 程向红,韦凤杰,董顺德,周浩,赵海娟.  河南农业大学学报. 2015(05)
[9]新型烟草制品未来发展探讨[J]. 张兴伟,邢丽敏,齐义良,苏建东,杨举田,宗浩,冯全福,王志德.  中国烟草科学. 2015(04)
[10]新型烟草制品的发展及对烟草行业的影响[J]. 胡彬,何四清.  环球市场信息导报. 2015(15)

硕士论文
[1]高压模拟井筒加温系统设计与研究[D]. 刘旭.东北石油大学 2018
[2]塔式太阳能热发电系统吸热器表面温度测量方法研究[D]. 王肖.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[3]新型滤棒成型机加热控制系统的研究与改进[D]. 陈子毅.广东工业大学 2018
[4]热电偶温度信号的采集及其标定方法研究[D]. 王闯.中北大学 2016
[5]多通道高精度测温存储系统的研究[D]. 王晓丹.中北大学 2015
[6]氢原子钟谐振腔超高稳定温度控制系统[D]. 刘长川.东南大学 2015
[7]低成本厚膜发热材料及电热元件研究[D]. 唐新宇.电子科技大学 2015
[8]电加热温度控制系统设计与实验研究[D]. 刘浩.中国计量学院 2013
[9]电阻炉智能温度控制器的设计[D]. 余福兵.内蒙古科技大学 2012



本文编号:3728876

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