[发明专利]烤箱内部温度场的获得方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算烤箱内部平面热量分布，尤其是对变量进行分析之后，调整变量值，得出较好的热量分布。

背景技术

由于现在人们的生活水平提高，在厨房中也大多具备了烤箱这种厨房工具。但是，烤箱也有其使用的局限性，内部同一平面受热不均，例如，一个较大的矩形烤盘放入该平面中时，中间还没有熟，而四角已经出现焦糊现象，这让大多数使用者对其的使用效果略感头疼。

普通的烤箱的内部结构如图1所示，上下两面由发热管组成，对烤箱内部进行加热，中间这块局域可以放置烤架，通常有2层左右。

目前烤箱内的受热分布大多是利用温度计进行测量，但只能测出一个大致的温度范围，测量的精度并不高，也不能模拟出烤箱内部的温度场。

发明内容

为了克服传统烤箱内温度测量精度低，且不能模拟出烤箱内部的温度场的缺点，本发明提供了一种通过计算烤箱内部平面各微元面热辐射量，获得内部温度场的方法。

烤箱的热传导方式主要是热辐射，通过有效辐射的概念来计算净辐射量，其间，需要了解辐射力以及角系数的计算。如此，便可计算平面上每一个微元面的净辐射量，将这些微元面集合起来，便可得到热量分布。

根据不同烤箱的长宽比例，发热管的材质，以及烤架里发热管的距离，通过分析烤架平面的受热分布，可以了解到中间未熟，四角焦糊的原因。通过该分析，选择适合烤箱的烤盘，或得出烤架上受热较为均匀的位置，将烤盘放置其上，使烤箱能为人们日常的生活做出更好的服务。

由于变量较多，可以根据变量的变化，来分析热量分布的变化，将同一烤箱边的热量值曲线绘制在一张折线图，观测其变化，以达到变量以及灵敏度分析的效果。

基于烤箱内部温度场的获得方法，包括以下步骤：

(1)辐射力的计算

使用斯蒂芬-玻尔兹曼定律得到烤箱的热辐射力，公式如下：

e(T)＝εe_b(T)＝εσT⁴

注：e(T)为灰体的辐射力，ε为实际物体的黑度，e_b(T)为黑体的辐射力，σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，数值上为5.67×10^-8W/m²·K⁴，T为物体的温度；

(2)灰体的角系数计算

dA₁、dA₂可分别视作两个灰体的微元面，两微元面之间的热辐射包括烤箱壁对烤架平面的热辐射和发热管对烤架平面的热辐射；

a.烤箱壁对烤架平面的热辐射

cosβ1=ys,cosβ2=zs]]>s＝(x²+y²+z²)^1/2

注：β₁，β₂为与s之间的固定角，x，y，z为各坐标上的值，s是两个微元面之间的距离；

可以通过以下公式得到角系数：