电加热炉元件传递函数详解
电加热炉：
电加热炉是常见的工业热处理设备，设u为电热丝两端电压，设电热丝质量为m，比热(物质每升高1开所需要的热量，单位j/kgk)为c，热传递系数（两侧表面温差为1℃时在1h内通过1平方米面积所传导的热量，单位w/m2k，换算成焦耳单位为j/sm2k）为h，传热面积为a，未加热前炉内温度为t0，加热后炉内温度为t1，单位时间内电热丝产生的热量为qi，根据热力学知识，当电热丝的工作电压增加时，温度开始发生变化升高。在散热条件不变情况下，温度升高将使散热量加大；
增加的散热量δqo与炉壁的热传递系数，散热面积和炉内外温度差有关。根据热传递系数的定义，设炉外温度为t2；由此可得单位时间内增加的散热量公式：
单位时间内电热丝产生的热量δqi减去炉壁表面热出的热量δqo等于炉内热能q的变化量：
电热丝单位时间产生的热量与电压u之间的非线性关系：
在热平衡点，电热丝产生的热量等于炉壁散出的热量，即qi=qo，把上式在热平衡点（qo,uo）附近进行线性化：
由此获得电热丝增加给定电压产生的热量变化量：
列写电热丝的热平衡方程：
消掉中间变量，获得列出电热丝的热平衡方程：
令δt=t1-t0，时间常数t=mc/ha，k=ku/ha为电加热炉传递系数。在零初始条件下，对上式两端进行拉氏变换，可得到炉内温度变化量与控制电压变化量之间的传递函数：
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