Prezentarea Termica Neo: Noul software NETZSCH pentru simularea termică în mediul industrial

Pentru simularea proceselor dependente de temperatură din industria chimică, gradienții de temperatură din mediul de reacție pot fi semnificativi și trebuie luați în considerare. Pentru procese precum întărirea sau cristalizarea, gradientul de temperatură are o influență asupra calității produsului, iar pentru materialele puternic exoterme are o influență asupra condițiilor de siguranță ale reacțiilor de fugă.

Suntem mândri să prezentăm noul nostru softwareNETZSCH Termica Neo, care utilizează toate metodele cinetice recomandate de ICTAC*[1], este complet compatibil cu NETZSCH-softwareKinetics Neo și funcționează atât pentru abordări fără model, cât și pentru abordări bazate pe model, precum și pentru reacții complexe cu etape independente, concurente sau consecutive.

^{*ICTAC: Internațional Confederație națională sau regională Termal Analiză și Cscopul ICTAC este de a promova înțelegerea și cooperarea internațională în domeniul analizei termice și calorimetriei prin organizarea de congrese internaționale și prin activitatea comitetelor sale științifice. (A se vedea, de asemenea, ictac.org)}

^{[1] Vyazovkin S et al, ICTAC Kinetics Committee recommendations for analysis of multi-step kinetics, Thermochimica Acta, V.689, 2020, 178597}

Simularea proceselor industriale la scară mare pentru a evita acțiunile de fugă și exploziile

Small eșantioanele cu o greutate de numai câteva miligrame măsurate cu ajutorul calorimetriei diferențiale cu baleiaj (DSC) sau cu alte metode analitice termice, cum ar fi analiza termogravimetrică (TGA) sau calorimetria cu rată de accelerare (ARC^® ) nu au un gradient de temperatură semnificativ și, prin urmare, sunt adecvate pentru analiza cinetică. Software-ul cinetic poate simula rata reacțiilor chimice pentru două cazuri limită în care probele nu au niciun gradient de temperatură. În primul caz, materialul probei are atât conductivitate termică infinită, cât și transfer infinit de căldură către mediul înconjurător, într-un mediu controlat. Al doilea caz limită este încălzirea AdiabaticAdiabatic descrie un sistem sau un mod de măsurare fără niciun schimb de căldură cu mediul înconjurător. Acest mod poate fi realizat utilizând un dispozitiv calorimetric în conformitate cu metoda calorimetriei cu rată de accelerare (ARC^®). Scopul principal al unui astfel de dispozitiv este de a studia scenariile și reacțiile termice scăpate de sub control. O scurtă descriere a modului adiabatic este "nu intră căldură - nu iese căldură".adiabatică pură, fără nicio pierdere de căldură.

Cu toate acestea, în industria chimică, precum și în depozitarea și transportul materialelor foarte energetice, transportul de căldură și pierderile de căldură se situează între aceste două cazuri limită; iar pentru condiții de siguranță sau pentru a obține calitatea dorită a produsului, trebuie să efectuăm simularea pentru o temperatură neconstantă în volumul de reacție.

Principalele aplicații ale unei astfel de simulări în industrie sunt calitatea și siguranța produselor.

În industria polimerilor sau a ceramicii, zonele cu temperaturi mai ridicate au o rată de reacție mai mare, ceea ce duce la proprietăți fizice diferite ale materialului în diferite puncte de coordonate. Acest lucru se manifestă prin contracții în timpul sinterizării sau întăririi, care produc tensiuni mecanice și influențează calitatea produselor.

În previziunile privind depozitarea sau transportul materialelor foarte energetice în industria chimică, gradienții de temperatură din mediul de reacție sunt, de asemenea, semnificativi și trebuie luați în considerare. În cazul reacțiilor puternic exoterme, zonele cu temperaturi mai ridicate și reacții mai rapide au o producție mai intensă de căldură și autoîncălzire. Apoi, astfel de zone locale devin puncte fierbinți pentru începutul scăpării de sub control sau al exploziei termice. Pentru reacțiile cu efect termic mai redus, zonele cu temperatură mai ridicată au o rată de reacție și un grad de conversie mai ridicate. Acesta este motivul pentru proprietățile fizice și chimice diferite ale materialelor în diferite puncte de coordonate, care apar sub formă de capacitate termică, conductivitate termică sau concentrații de reactanți.

Simularea proceselor chimice complexe cu Termica Neo

Multe soluții software FEM(Finite Element Method) existente pot calcula transferul de căldură, dar sunt limitate în ceea ce privește reacțiile chimice complexe în mai multe etape cu efecte termice prezente. De obicei, astfel de sisteme funcționează pentru cinetica fără model, cu o singură ecuație cinetică, sau pentru modele cu 1-2 etape în care toți parametrii cinetici sunt cunoscuți.

Noul software Termica Neo pentru simularea termică constă în date de intrare sub formă de parametri chimici și ecuații direct din proiectul Kinetics Neo. Acesta este complet compatibil cu NETZSCH Kinetics Neo Software și poate utiliza atât abordări fără model, cât și abordări bazate pe model. Pentru abordarea bazată pe model, nu există limitări privind numărul de etape de reacție individuale sau conexiunile dintre acestea, inclusiv cele independente, concurente sau consecutive.

Software-ul de simulare Termica Neo acceptă toți parametrii cinetici din Kinetics Neo. În plus, utilizează parametrii fizici dependenți de temperatură, precum densitatea, conductivitatea termică și capacitatea termică a materialelor și produselor care reacționează din biblioteca de materiale. Parametrii de intrare suplimentari includ containere pentru care grosimea și materialul pot fi diferite pentru fiecare suprafață a geometriei reactorului și includ, de asemenea, medii înconjurătoare diferite, de exemplu, aer în partea superioară, apă pe lateral și sol în partea inferioară. Profilele de temperatură înconjurătoare pot fi, de asemenea, diferite pentru suprafețe geometrice diferite.

Ce puteți face cu Termica Neo

• Simulați comportamentul materialelor dvs. în fiecare punct din interiorul recipientului
• Aflați unde și când se află temperatura maximă sau rata maximă de conversie a reactivului în interiorul recipientului
• Determinați temperatura, conversia și concentrațiile pentru un timp și o poziție date ale reactivului din interiorul recipientului
• Prevedeți gradul de întărire, Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere și CristalizareCristalizarea este procesul fizic de întărire în timpul formării și creșterii cristalelor. În timpul acestui proces, căldura de cristalizare este eliberată.cristalizare
• Determinați condițiile de siguranță termică pentru producție și depozitare

Caracteristici la o privire de ansamblu:

• Rapid și ușor de manevrat: Interfață utilizator similară cu software-ul Kinetics Neo
• Modelele cinetice sunt preluate direct din proiectul Kinetics Neo (rezultate pentru orice metodă, inclusiv bazate pe model și fără model).
• Calcularea următoarelor proprietăți în fiecare punct din volum în funcție de timp:
  • temperatura,
  • conversie,
  • rata de conversie,
  • concentrații,
  • temperatura de tranziție vitroasă pentru reacțiile de întărire sau reticulare
• Calcularea temperaturii de Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere autoaccelerată (SADT) în cazul diferitelor materiale, recipiente și medii.
• Simularea reacțiilor pentru un reactor cu recipient, inclusiv în condiții adiabatice

Share this Article: