高周波誘電加熱連成解析

高周波溶融接着装置

抵抗体の両端に電位差が生じると、その電位差と電気伝導率に比例した電流が流れます。
しかし今回の樹脂のような電気伝導率が零の誘電体の場合、電流は流れませんので、発熱は起こりません。
しかし、この電位が交番すると電流が流れ始め、高速に交番するほど大きい電流が流れます。

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高周波誘電加熱装置の概念図は下図の通りです。

概念図を基に、下図のような垂直断面図を考案し、この断面で2次元解析を行いました。

さらに、今回確認したい領域は上図赤色の破線内なので、その範囲だけ、下図のような2次元メッシュモデルを作成しました。

誘電体の厚さは[40μm]で非常に薄いので、今回は下図のように、電極のモデルを省略して解析対象を樹脂のみとし、樹脂だけの誘電加熱・熱伝導解析を行ないました。

この評価解析は、誘電加熱連成解析ソフトウェア[ F-VOLT-DH ]で行ないました。

最初に周波数応答解析機能で誘電加熱解析を行い、発熱密度分布まで計算しました。
誘電体に[ 比誘電率 ]と[ tanδ ]を設定して誘電解析を行ない、誘電損(発熱密度)を求めました。
電極には、交番電圧[ 1500(v) ]と[ 0(v) ] を印加しました。周波数は[ 27MHz ]としました。

解析結果として、電界分布は以下の通りです。

発熱密度分布は以下の通りです。

この発熱密度分布を基に、熱伝導解析を行ないました。

0.01秒後の温度分布は以下の通りです。

中央付近の拡大図

0.02秒後の温度分布は以下の通りです。

中央付近の拡大図

0.03秒後の温度分布は以下の通りです。

中央付近の拡大図

この評価解析は誘電加熱連成解析ソフトウェア F-VOLT-DH で で行いました。

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