電磁加熱煙具的基本原理是高速變化的高頻高壓電流（即交變電流）通過感應線圈，產生變化的交變磁場，通過切割交變磁力線而在金屬感應體上產生電渦流，通過載流子高速運動而產生熱能，利用熱能對物體進行加熱。

因此，在煙具結構設計上，核心部件主要有加熱片、線圈、隔熱部件（煙杯）等，從而帶來以下問題：

*加熱片用什么材料比較合適？

*隔熱部件用什么材料好？

*線圈多少匝最優？

*煙杯直徑多大升溫最快？

據煙草工藝學術交流報道，煙草行業工藝重點實驗室李斌博士團隊與云南中煙、昆明理工大學的自動化團隊合作，選用COMSOL Multiphysics仿真軟件開展不同結構尺寸、材質的微型加熱器在空載傳熱過程中，電磁加熱煙具電磁場、溫度場等多物理場仿真分析。

加熱部分結構設計示意圖

仿真分析結果顯示：

*加熱片：材料為低碳鋼，平均溫度較高，鐵鎳合金、坡莫合金平均溫度略低，但各部位溫差較??；

*隔熱部件：采用PEEK材料時，杯體外部溫度較低，隔熱效果較好；

*線圈匝數：數量越多升溫時間越短，所需能量越少，但在有限空間內12匝基本接近上限，匝數選擇12匝最合適；

*煙杯直徑：不同煙杯直徑升溫時間接近，都能滿足要求，但隨著煙杯直徑變大，發熱效率在降低。

圖 加熱片采樣點在300℃時，不同材料組合時溫度場分布

圖 線圈絲直徑均為0.98mm時，三種不同線圈匝數時加熱片磁場溫度場和升溫曲線

圖 三種不同煙杯直徑的加熱片磁場溫度場和升溫曲線