| При отверждении эпоксидной смолы производится большое количество тепла: приблизительно 350 Дж/г. При адиабатических условиях и удельной теплоемкостью 2 Дж/гК выделение тепла приводит к скачку температуры до 175°C. Так как разложение эпоксидной смолы начинается при 230°C, то начальная температура (для адиабатического случая) дожна быть ниже 55°C. |
| В приведенном примере кинетика отверждения определялась для смеси, содержащей эпоксидную смолу и наполнитель. На основе кинетического анализа и калориметрических данных, таких как теплоемкость и теплопроводность в зависимости от температуры вычисления проводились для специфических условий, включающих теплообмен поверхности с окружением. Целью этой работы является вычисление максисальной температуры, которая будет достигнута в реакторе при заданных условиях через заданное время. |
| |
| условия для измерений ДСК |
| прибор: |
NETZSCH DSC 204 Phoenix® |
| скорости нагрева/(K/мин): |
1, 2.5, 5, 10 |
| масса образца /мг: |
4 .. 5 |
| атмосфера: |
N2 |
| тигель: |
Aluminum, pierced |
|
| |
| кинетический анализ для измерения ДСК |
 |
| Использование трехстадийной кинетической модели позволяет достигнуть высокой степени совпадения смоделированных и измеренных кривых. |
| |
| кинетические параметры для лучшей модели: |
| lg A1/s-1: |
10.69 |
| E1/(kJ/mol): |
94.85 |
| React.ord 1: |
1.36 |
| lg A2/(kJ/mol): |
6.04 |
| E2/(kJ/mol): |
72.49 |
| React.ord 2: |
0.91 |
| lg A3/(kJ/mol): |
8.82 |
| E3/(kJ/mol): |
91.62 |
| lg Kcat 3: |
0.70 |
| FollReact. 1: |
4.50E-02 |
| FollReact. 2: |
0.776 |
| площадь 1 ..4/(J/g): |
-287.0 |
|
| |
| моделирование нагрева реактора |
| Моделирование проведено на основе результатов кинетического анализа и свойств реактора. |
| |
| условия of моделирование |
| тип реактора: |
цилиндр |
| диаметр/cm: |
40 |
| коэфф. теплообмена/(W/cm2K): |
1.36E-3 |
| начальная температура/°C: |
56 |
| удельная иеплоемкость/(Дж/гK): |
1.89 |
| плотность/(г/cм3): |
1.28 |
| теплопроводность/(W/cмK): |
0.0025 |
|
| |
 |
| график температуры от времени для различных расстояний от центра реактора. |
| Нагрев реактора начинается очень медленно. В центре реакция отверждения быстро заканчивается. Выделившееся тепло переносится к более холодной поверхности. Из-за того, что реакция отверждения на поверхности начинается при более высоком значении температуры, то максимальная температура достигается именно здесь . |
| Через 12 часов после начала процесса температура окружения увеличена до 140 °C для более быстрого достижения полного отверждения. |
| |
 |
| Трехмерная диаграмма нагрева |
| Общее прохождение процесса в реакторе нагляднее всего представить на трехмерном графике температуры от расстояния до центра и времени. Наблюдается максимальное значение температуры у поверхности и общее понижение температуры после полного отверждения. |
| Этот график демонстрирует проблемы, возникающие при реакции отверждения в объектах большой протяженности: поведение в центре очень близко к поведению адиабатической системы. Максимальное повышение температуры при этом можно приблизительно определить как Delta T = Heat/Cp. Неожиданным является факт наличия критических значений вблизи границы. |
Температурное моделирование
назад