Fra kinetisk model til anvendelse i den virkelige verden: Hvordan NETZSCH Termica Neo simulerer termiske reaktioner

Introduktion: Når kurver bliver til virkelighed

Enhver termisk proces fortæller en historie om energi, reaktivitet eller transformation. Indtil nu er denne historie blevet formidlet gennem endimensionelle kurver: reaktionshastighed i forhold til tid, omdannelse i forhold til temperatur. Men hvad nu, hvis du kunne se, hvordan disse reaktioner udfolder sig inde i dit materiale i tre dimensioner?

Med NETZSCH Termica Neobliver den vision til virkelighed. Det bygger bro mellem eksperimentel kinetik og anvendelser i den virkelige verden og omdanner målte data til dynamiske termiske felter, som du kan udforske, analysere og optimere.

Termica Neo er et softwareprogram designet til simulering af den termiske adfærd og den termiske sikkerhed i kemiske reaktioner og KrystalliseringKrystallisering er den fysiske hærdningsproces under dannelse og vækst af krystaller. Under denne proces frigives krystallisationsvarme.krystallisering i faste stoffer eller væsker. Det fungerer i volumener med en karakteristisk størrelse fra centimeter til meter. Termica Neos primære anvendelser involverer materialer med forhøjet termisk potentiale i forbindelse med reaktioner som Hærdning (tværbindingsreaktioner)Bogstaveligt oversat betyder udtrykket "crosslinking" "krydsnetværk". I kemisk sammenhæng bruges det om reaktioner, hvor molekyler knyttes sammen ved at indføre kovalente bindinger og danne tredimensionelle netværk.hærdning, tværbinding, SintringSintring er en produktionsproces, hvor man danner et mekanisk stærkt legeme ud af et keramisk eller metallisk pulver. sintring, NedbrydningsreaktionEn nedbrydningsreaktion er en termisk induceret reaktion af en kemisk forbindelse, der danner faste og/eller gasformige produkter. nedbrydning og polymerkrystallisation.

3D-temperaturfeltsimulering med farvede hotspots og konverteringszoner, der illustrerer termisk opførsel i reaktive materialer. — Figur: 3D-simulering af temperaturfelter - farvet tværsnit, der viser lokale hotspots og konverteringszoner.

Hvorfor 1D-analyse ikke er nok

I classic DSC, DIL, Accelererende hastighedskalorimetri (ARC)Metoden beskriver isotermiske og adiabatiske testprocedurer, der anvendes til at påvise termisk eksoterme nedbrydningsreaktioner.ARC^® eller TGA-målinger observerer vi reaktioner ved en given temperatur. Vi ser en kurve, der skjuler prøvestørrelse, form og den lokale historie. Men i den virkelige verden opfører temperatur, varmeproduktion og reaktionsfronter sig aldrig ensartet:

Der dannes hotspots i kernen, mens overfladen afkøles hurtigere.
Reaktionshastighederne varierer med geometri, varmeoverførsel og materialeegenskaber.
Diffusions- og _Tg-effekter ændrer kinetikken, efterhånden som hærdningen eller nedbrydningen skrider frem.

Det er disse effekter, der bestemmer produktets kvalitet, sikkerhed og ydeevne, men indtil nu har de været usynlige. Det er her, NETZSCH Termica Neo-softwaren kommer ind i billedet.

grænseflade til opsætning af 3D-geometri til NETZSCH Termica Neo, der viser tilpassede former og beholderegenskaber til termisk analyse. — Figur: Geometriopsætningsinterface med valgbare former (plade/cylinder/kugle/rotationslegeme).

Vi præsenterer Termica Neo: Simuleringssoftwaren til termisk analyse

Termica Neo udvider kraften i termisk analyse fra data til simulering. Den importerer direkte kinetiske modeller fra NETZSCH Kinetics Neo Software, uanset om de er modelfrie eller modelbaserede, enkelt- eller flertrins, autokatalytiske eller diffusionskontrollerede.

Når kinetikdataene er blevet indlæst, kan du desuden definere:

Materialeegenskaber (Specifik varmekapacitet (cp)Varmekapacitet er en materialespecifik fysisk størrelse, der bestemmes af den mængde varme, der tilføres prøven, divideret med den resulterende temperaturstigning. Den specifikke varmekapacitet er relateret til en masseenhed af prøven.specifik varmekapacitet, densitet, Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne)
Beholder og miljø (materiale, tykkelse, emissivitet, konvektion)
Temperaturprogrammer: isotermiske, dynamiske, trinvis isotermiske, modulerede eller eksternt kontrollerede.

Resultatet er et virtuelt laboratorium, hvor kompleks reaktiv adfærd kan simuleres i 2D- eller 3D-geometrier som f.eks. plader, cylindre, kugler eller rotationslegemer.

Fra data til dynamiske felter

Når Termica Neo er startet, beregner den temperatur, omdannelse, omdannelseshastighed og koncentrationsfordeling over hele prøvens volumen, ikke kun over tid.

Interaktive 2D- og 3D-visninger giver dig mulighed for at rotere, skære og zoome ind på processen. Hotspots bliver synlige. Reaktionsfronter bevæger sig for øjnene af dig. Resultaterne kan eksporteres som varmekort, 3D-gengivelser eller AVI-animationer til rapporterings- og kommunikationsformål.

visuel 3D-varmesimulering, der viser temperaturfordelingsmønstre og fremhæver hotspots til kemisk reaktionsanalyse med NETZSCH Termica Neo. — Figur: Sekvens af temperatur- og konverteringsvarmekort, der viser frontens udbredelse gennem en plade.

Indvirkning på R&D og industri

Med softwaren NETZSCH Termica Neo bliver målekurven til et forudsigende simuleringsværktøj:

Forudsig reaktionshomogenitet under NedbrydningsreaktionEn nedbrydningsreaktion er en termisk induceret reaktion af en kemisk forbindelse, der danner faste og/eller gasformige produkter. nedbrydning, Hærdning (tværbindingsreaktioner)Bogstaveligt oversat betyder udtrykket "crosslinking" "krydsnetværk". I kemisk sammenhæng bruges det om reaktioner, hvor molekyler knyttes sammen ved at indføre kovalente bindinger og danne tredimensionelle netværk.hærdning eller SintringSintring er en produktionsproces, hvor man danner et mekanisk stærkt legeme ud af et keramisk eller metallisk pulver. sintring.
Forudse temperaturgradienter, der kan forårsage StressStress defineres som et kraftniveau, der påføres en prøve med et veldefineret tværsnit. (Spænding = kraft/areal). Prøver med et cirkulært eller rektangulært tværsnit kan komprimeres eller strækkes. Elastiske materialer som gummi kan strækkes op til 5 til 10 gange deres oprindelige længde.stress eller ufuldstændig reaktion.
Optimer cyklustider og sikkerhedsmarginer, før du udfører en enkelt large-skalatest.

Denne tilgang er hurtigere, sikrere og langt mere indsigtsfuld end traditionel "trial and error"

Forestil dig at kunne validere din hærdnings-, sintrings- eller nedbrydningsadfærd med et tryk på en knap. Det er, hvad NETZSCH Termica Neo-softwaren leverer.

Download den nye brochure for at finde ud af mere:

Termica Neo Brochure

Hvad du kan gøre med Termica Neo

Simuler dine materialers opførsel ved hvert punkt inde i beholderen
Find ud af, hvor og hvornår den maksimale temperatur eller den maksimale omdannelseshastighed for reaktanten inde i beholderen er
Bestem temperatur, omdannelse og koncentrationer for en given tid og placering af reaktanten inde i beholderen
Forudsig din grad af Hærdning (tværbindingsreaktioner)Bogstaveligt oversat betyder udtrykket "crosslinking" "krydsnetværk". I kemisk sammenhæng bruges det om reaktioner, hvor molekyler knyttes sammen ved at indføre kovalente bindinger og danne tredimensionelle netværk.hærdning, NedbrydningsreaktionEn nedbrydningsreaktion er en termisk induceret reaktion af en kemisk forbindelse, der danner faste og/eller gasformige produkter. nedbrydning og KrystalliseringKrystallisering er den fysiske hærdningsproces under dannelse og vækst af krystaller. Under denne proces frigives krystallisationsvarme.krystallisering
Bestem termiske sikkerhedsbetingelser for produktion og opbevaring

Om denne blogserie

Denne artikel er den første artikel i vores blogserie i fem dele: "Den nye dimension af termisk analyse med NETZSCH Termica Neo: Software til termisk simulering af kemiske reaktioner i industriel skala. "

I de kommende indlæg vil vi dykke dybere ned i:

Opskalering og sikkerhed: Hvordan Termica Neo hjælper Identify kritiske forhold såsom selvaccelererende nedbrydningstemperatur (SADT), adiabatiske scenarier eller Φ-faktorbegrænsninger.
Polymerhærdning, termoplastisk KrystalliseringKrystallisering er den fysiske hærdningsproces under dannelse og vækst af krystaller. Under denne proces frigives krystallisationsvarme.krystallisering og keramisk SintringSintring er en produktionsproces, hvor man danner et mekanisk stærkt legeme ud af et keramisk eller metallisk pulver. sintring: Eksempler fra den virkelige verden i industrien viser, hvordan simulering giver information, som man ikke kan få ved hjælp af målinger alene.

Hold dig opdateret! Hver artikel står for sig selv, men sammen afslører de, hvordan Termica Neo forvandler termisk analyse fra dataindsamling til ægte termisk intelligens.

--------------------------

Nyttige links:

Få din gratis demoversion:Anmod om demoversion af Temica Form - NETZSCH Termica Neo

Direkte kontakt:Anmodning om funktion - NETZSCH Kinetics Neo

Lær endnu mere:Termica Neo - NETZSCH Termica Neo

Gå til Termica Neo Website for at få mere at vide

Se også dette webinar:

Please accept Marketing Cookies to see that Video.

Disse blogartikler kan også være af interesse

Del denne artikel: