實驗名稱：高壓放大器在豆?jié){通電加熱過程有限元解析與驗證中的應用

實驗目的：在通電加熱加工充填豆腐的過程中，豆?jié){內部的溫度分布對豆腐質構均勻性有很大的影響。研究豆?jié){通電加熱過程中內部溫度的分布及變化，有利于豆腐加熱凝固系統(tǒng)的研發(fā)。

實驗設備：熱電偶、電流傳感器、數據采集器、計算機信號發(fā)生器、高壓放大器ATA-4012、電極、加熱槽、大豆、蒸餾水、葡萄糖酸內酯等。

實驗過程：實驗裝置由通電加熱系統(tǒng)和數據采集系統(tǒng)組成，如圖所示：

數據采集系統(tǒng)包括:計算機、數據采集器、T 型熱電偶和電流傳感器。數據采集器可以連續(xù)檢測豆?jié){內部的溫度并傳輸到計算機中儲存。同時通電加熱實驗過程中的電流用數據采集器實時測量并存入計算機。

通電加熱實驗時,計算機控制信號發(fā)生器產生有效值2 V、頻率1 kHz的正弦波,產生的正弦波電信號通過高壓放大器放大,輸出有效值為50 V,頻率為1 kHz的電壓，作為通電加熱的電源。電源板之間的距離為50 Imm,加熱時的電場強度為10V/cm。實驗時,同時啟動通電加熱系統(tǒng)和數據采集系統(tǒng)(數據采集系統(tǒng)采樣時間間隔10s) ,每一次實驗重復3次，取平均值。

實驗結果：

通電加熱過程中豆?jié){的電導率與溫度之間呈線性關系;升溫速率隨著溫度的增加而增加;豆?jié){內部溫度分布比較均勻,靠近加熱槽壁的豆?jié){溫度較低,且隨著加熱時間從50s增加到300s,豆?jié){的最大溫差從3C增大到20. 2C。模擬結果和實驗結果之間的均方根誤差為1. 86%，利用有限元模擬很好地預測了通電加熱過程中豆?jié){內部的溫度分布和變化。

實驗溫度和模擬溫度比較

ATA-4012高壓放大器最大輸出電壓160Vp-p（±80Vp），最大輸出電流2.82Ap，頻率DC-1MHz。

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審核編輯：符乾江