15.12.2022 by Aileen Sammler
60 عامًا من NETZSCH-Gerätebau: التنبؤ بسلوك المواد مع الحركية الجديدة
مع اقتراب نهاية الاحتفال بالذكرى السنوية الستين لتأسيس شركتنا الذي يستمر لمدة عام كامل، سنقوم بمشاركة رؤى حول تاريخ تطور برنامجنا في شهر ديسمبر. إلى جانب إعداد التجارب التحليلية الحرارية وتنفيذها وتقييمها، تزداد أهمية التنبؤ بسلوك المواد. وهنا يأتي دور برنامج NETZSCH Kinetics Neo!
التنبؤ بسلوك المواد وعمليات التفاعل
يمكن للمواد ذات الخصائص المحددة بدقة أن تتحول إلى مواد أخرى ذات خصائص أخرى عن طريق التفاعلات الكيميائية. يمكن أن تحدث التفاعلات في غضون جزء من الثانية - كما في حالة الانفجارات - أو تستغرق مئات الآلاف من السنين، كما هو الحال في تكوين المعادن. وذلك لأن عمليات مثل التحلل والمعالجة والتبلور والتبلور والتلبيد للمواد تعتمد على الوقت ودرجة الحرارة. ولذلك فإن معرفة سرعة هذه العمليات مهمة من أجل محاكاة سلوك المواد أو تحسين العملية.
تدرس الحركية، وتسمى أيضًا حركية التفاعل أو الحركية الكيميائية، معدل العمليات الكيميائية وتسمح بتحديد معدلات التفاعل. كما أنها تأخذ في الاعتبار العوامل التي تتحكم في هذه التفاعلات. ومن أهم هذه العوامل درجة الحرارة. ويمكن لهذه المعرفة أن تنقذ الأرواح في النهاية، على سبيل المثال في حالة العمليات الصناعية الكيميائية القائمة على التفاعلات الطاردة للحرارة.
اقرأ المزيد: تقييم المخاطر الحرارية في العمليات الكيميائية: طرق الحركية لـ TD24 - NETZSCH للتحليل والاختبار
أول نسخة حركية متاحة بالفعل في الثمانينيات
عمل الدكتور يوهانس أوبفرمان في جامعة يينا قبل انضمامه إلى NETZSCH في عام 1991. وقد طور الإصدار الأول من برنامج Thermokinetics، والذي تم تحسينه بشكل مطرد على مر العقود ولا يزال قيد التطوير اليوم.
وكما هو الحال مع برنامج بروتيوس®،كان أول برنامج حركية هو إصدار 16 بت في التسعينيات.
وعلى مر السنين، شهد البرنامج تطويراً مستمراً بالتوازي مع أجهزة الكمبيوتر الحديثة وأنظمة التشغيل والمعالجات الجديدة في السوق.
في عام 2002، انضمت الدكتورة إيلينا موخينا إلى الشركة - واليوم أصبحت مسؤوليتها الرئيسية هي مجال أعمال برمجيات Kinetics Neo Software. وكانت إحدى مهامها الأولى هي ترجمة البرنامج من 16 بت إلى 32 بت - وكانت هذه هي ولادة الإصدار الثاني من برنامج Kinetics، والذي كان متاحًا أيضًا بعد فترة وجيزة لنظامي التشغيل Windows Vista وWindows Vista وWindows 7 كإصدار 3.
1- أو 2- أو 5- 10- أو حتى تفاعلات المستوى الأعلى؟ نمذجة التفاعلات الأكثر تعقيدًا!
كان العيب الكبير في ذلك الوقت هو سهولة استخدام البرنامج. فقد كانت أصغر التعديلات أو تنفيذ وظائف جديدة في البرنامج الحالي تتطلب جهدًا هائلاً. بالنسبة للعملاء، كان من الصعب استخدام Thermokinetics بشكل حدسي، دون تدريب مسبق. لذلك تقرر في عام 2017 إعادة بناء البرنامج بالكامل من الصفر.
استثمرت الدكتورة إيلينا موخينا وزملاؤها في NETZSCH أكثر من عام من أعمال التطوير ووضعوا البرنامج على أساس جديد. واستنادًا إلى واجهة مستخدم حديثة تعتمد على نظام التشغيل ويندوز وبديهية ولغة برمجة جديدة، تم التخلص من قيود النماذج. منذ ذلك الحين، يقرر البرنامج بذكاء ما إذا كان التفاعل يجب أن يكون من خطوة واحدة أو خمس خطوات أو عشرين خطوة أو حتى غير ذلك، وكيف يجب ربط النماذج معًا لنمذجة التفاعلات المعقدة على أفضل وجه.
يشتمل برنامج NETZSCH Kinetics Neo على كل من الطرق الحركية الخالية من النماذج والقائمة على النماذج. باستخدام الطرق القائمة على النموذج، يمكن تحديد عدد خطوات التفاعل إلى جانب المعلمات الحركية لكل تفاعل على حدة. هذه الإمكانية لا يوفرها أي برنامج آخر!
تحليل العمليات الحركية عن طريق الحركية الجديدة - وإليك كيفية عملها
قد يكون تحليل الكميات الكيميائية الكبيرة في عمليات الإنتاج أمرًا خطيرًا. يحاكي برنامج NETZSCH Kinetics Neo العمليات المعتمدة على درجة الحرارة على أساس كميات صغيرة. ونتيجة هذا التحليل هو نموذج حركي أو طريقة تصف البيانات التجريبية بشكل صحيح في ظل ظروف درجات الحرارة المختلفة. يسمح استخدام هذا النموذج بالتنبؤ بسلوك النظام الكيميائي في ظل ظروف درجة الحرارة التي يحددها المستخدم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام هذه النماذج لتحديد تحسين العملية.
يحلل البرنامج أنواعًا مختلفة من المنحنيات التحليلية الحرارية التي تمثل التغيرات المقاسة في خاصية مادة معينة أثناء العملية. وتشمل هذه الطرق قياس السعرات الحرارية بالمسح التفاضلي (DSC)، والتحليل الحراري الثقالي، وقياس التمدد (DIL)، والتحليل الكهربائي (DEA)، وقياس معدل التسارع الحراري (ARC®)، وعلم الريولوجيا وقياس اللزوجة. ومن الخصائص الأخرى التي تميز NETZSCH Kinetics Neo أنها متاحة بسهولة - دون مزيد من التحضير - للاستخدام مع أدوات التحليل الحراري من مجموعة متنوعة من الشركات المصنعة.
تم تطوير الإصدار الأول من Kinetics Neo حصريًا للتفاعلات الكيميائية. تواصل معنا العملاء طالبين إمكانيات تطبيق جديدة للتنبؤ بالعمليات الحركية. التبلور هو أحدها. تُعد النمذجة الحركية للتبلور مهمة للبحث والمحاكاة لمعدل التبلور تحت ظروف درجات حرارة مختلفة وكذلك للتطبيقات الصناعية مع اللدائن الحرارية. لهذا السبب، قمنا الآن بتطبيق التحليل الحركي لتبلور البوليمر في Kinetics Neo.
تطورات جديدة أخرى جديدة: المحاكاة الحرارية
في الوقت الحاضر، يحتاج عملاؤنا إلى حل برمجي ذكي مع مجموعة متنوعة من الوظائف الآلية القائمة على الذكاء الاصطناعي. كل هذا يتم تنفيذه حاليًا في برنامج Kinetics Neo. يمكّن البرنامج العملاء الحاليين والمستقبليين ليس فقط من تحليل العمليات المختبرية ومحاكاتها بسهولة ودقة، ولكن أيضًا التنبؤ بالعمليات الصناعية عالية النطاق.
لمحة سريعة
يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول نمذجة العمليات وأمثلة التطبيقات والتدريب والنسخة التجريبية على موقعنا الإلكتروني على العنوان التالي https://kinetics.NETZSCH.com/
تعرف على المزيد حول أساسيات وأهداف التحليل الحركي الحراري والوظائف الفريدة لبرنامج Kinetics Neo في هذا الفيديو: