高溫下的案例
高溫模擬下冰塊的熱傳遞和融化過程 ￥19.89
本作業主要應用Umeshmotion子程序模擬高溫下冰塊的熱傳遞和融化過程。使用ALE自適應網格控制，調用Umeshmotion子程序，來模擬高溫下冰塊的熱傳遞和融化過程。得到應力、位移等性質變化云圖，并且可通過可視化-動畫-時間歷程來動態的查看變化過程，后續將附以更加實際、復雜的條件，真實的模擬出冰塊的融化過程情況，并進行分析。還有很多內容我還并不了解和理解，期待后續能夠進一步學習使用有限元分析軟件，用于項目課題中。
知識貼 | 高溫下，如何放飛無人機呢？
總結
夏日高溫天氣對于無人機飛行作業的影響較大，我們不能忽視對于無人機的養護、安全防范和對于個人的防護。
看完本文后，希望大家能在夏日飛行中多留個心眼，學會在灼人的高溫下安然的放飛無人機。
<完>
《Acta Materialia》：高溫下氦注入納米鐵素體合金的氣泡形成！
圖4(a)晶界開裂；(b) 900℃下輻照Fe-10Cr中出現的大空洞/氣泡；(c)600℃下He注入Fe-10Cr中晶界處出現空洞；(d)750℃和(e)900℃連續退火
圖5 不同合金納米顆粒或晶界的STEM-HAADF圖像
本文研究了含不同納米顆粒密度的鐵素體合金中高溫空腔的形成以及He吸收機理。在600℃以下，CNA3的空腔密度與Fe-9/10Cr合金相比沒有明顯的差異，而在高溫下與Fe-9/10Cr合金相比，CNA3空腔密度的溫度依賴性較弱。在所有研究的溫度(500-900℃)下，14YWT合金將氦隔離成精細分散的小氣泡，氣泡密度和大小幾乎不依賴溫度。本文為輻照材料的設計和研究提供了理論基礎。（文：破風）
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展開 高溫環境下應如何選擇或設計提升閥？
在高溫工業環境中，提升閥作為流體控制系統的關鍵執行元件，性能與可靠性直接關系到整個生產系統的安全與效率，面對高溫、高壓、腐蝕性介質等嚴苛工況，如何科學選擇或合理設計一款適用于高溫環境的提升閥，成為眾多工程師與設備采購人員關注的核心問題，作為全球領先的流體控制解決方案提供商，諾冠（IMI Norgren）憑借百年技術積淀，為您提供專業指導。
諾冠官網IMI Norgren：https://www.norgren.com.cn/
提升閥：https://www.norgren.com.cn/3704.html
一、明確“高溫”的定義與工況邊界
在工業閥門領域，“高溫”并非模糊概念，通常，當介質溫度超過120℃時，常規密封材料（如NBR橡膠）便開始老化失效；而當溫度持續攀升至200℃以上，甚至達到400℃~800℃時，就必須采用專門的高溫閥門設計，諾冠將高溫工況劃分為多個等級：中溫型（≤120℃）、高溫型（120℃~250℃）、超高溫型（>250℃），并據此提供差異化的產品方案。
二、材料選擇：耐高溫性能的根本保障
高溫環境下，閥體、閥芯、密封件等關鍵部件的材料必須具備優異的熱穩定性與抗氧化能力，諾冠推薦以下材料組合：
閥體與閥芯：優先選用不銹鋼（如316L、310S）、鉻鉬合金鋼（WC6/WC9）或鎳基超合金（如Inconel），這些材料可在600℃以上長期穩定運行。
密封材料：摒棄傳統橡膠，采用金屬對金屬密封、柔性石墨或PTFE復合結構，確保在-20℃至+250℃甚至更高溫度下仍具備優異密封性。
閥桿與填料：采用17-4PH沉淀硬化不銹鋼或XM-19合金，并配以高溫石墨填料，有效防止熱膨脹導致的卡滯與泄漏。
展開 
高溫下長效穩定服役的高性能SiC納米帶光電探測器
圖6 B摻雜SiC納米帶光PD的光譜響應率和外量子效率
a) 5.0 V偏壓、波長范圍為250-700 nm時，0.31 mol% B摻雜單根SiC納米帶PD的光響應；
b) 不同波長下PD的外量子效率和探測率；
c) 5V偏壓下，不同光強下PD的時間-響應曲線；
d) 在入射光波長405 nm下光電流隨光強的變化。
圖7 B摻雜SiC納米帶PD的高溫穩定性
a) 在5.0 V偏壓、405 nm光照下，B摻雜SiC納米帶PD在25-300 ℃不同溫度下的光響應曲線；
b) B摻雜SiC納米帶PD在室溫和300℃下180天服役的I-t特性。
【小結】
綜上所述，作者實現了B摻雜SiC納米帶高性能PD研發，在405 nm光激發下的響應度為6.37×105 A·W-1，外量子效率為2.0×108 %，探測率為6.86×1014 Jones，響應時間為0.05 s，并且在300℃高溫環境下展現出180天的長效穩定性，表明該PD在高溫等苛刻服役條件下，具有潛在的應用前景。
文獻鏈接：High-Performance SiC Nanobelt Photodetectors with Long-Term Stability Against 300 °C up to 180 Days (Adv. Funct. Mater., 2018, DOI: 10.1002/adfm.201806250)
展開 基于CP2K的高溫下烷烴裂解分子動力學模擬
關鍵詞：CP2K；烷烴；裂解；高溫；分子模擬
在有氧氣的情況下，物質在高溫下發生的分解稱為燃燒，而在沒有氧氣的情況下則稱為熱解。烷烴的質量越大，支鏈越多，熱解的速率通常也會越大。烷烴的裂解涉及到C-C和C-H鍵的斷裂，是自由基機理。本案例將通過CP2K軟件實現烷烴的熱解反應。
初始模型的構建
首先通過packmol軟件將10個正葵烷插入到3*3*3 nm3的立方盒子中，輸入文件如圖1所示：
圖1 packmol 輸入文件
所構建的初始模型如圖2所示：
圖2 十條正葵烷分子鏈初始模型
在CP2K的輸入文件中任務類型選擇MD，理論方法采用GFN1-xTB，采用NVT系綜，熱浴采用CSVR，溫度設為3500K（溫度設置較高加快反應的進行），熱浴TIMECON設為100，步數STEPS設為50000，步長TIMESTEP設為0.2，部分輸入文件如圖3所示：
圖3 CP2K部分輸入文件
可以看到，隨著模擬的進行，經過10 ps后，正葵烷被裂解為大量的小分子碎片。如圖4所示，體系中不存在完整的正葵烷分子鏈。
圖4 模擬過程中正葵烷分子鏈的裂解情況
我們進一步考察體系中具有不同成鍵數的碳原子的數目變化（圖5），可以看到，有100個C原子的成鍵數都是4，因為體系一開始所有的C原子都來自正葵烷，都屬于sp3碳,10條正葵烷分子鏈總共是100個碳原子。隨著模擬的進行，長鏈烴開始裂解，開始出現短鏈烴烷，烯烴和炔烴，因此C(4)逐漸減少，C(3)，C(2)逐漸增多。C(1)和C(0)主要來自于一些不穩定的分子碎片。從圖6也可以看出，C-C鍵和C-H鍵在數目在反應過程中也在逐漸減少。
展開 基于CP2K的高溫下烷烴裂解分子動力學模擬
關鍵詞：CP2K；烷烴；裂解；高溫；分子模擬
在有氧氣的情況下，物質在高溫下發生的分解稱為燃燒，而在沒有氧氣的情況下則稱為熱解。烷烴的質量越大，支鏈越多，熱解的速率通常也會越大。烷烴的裂解涉及到C-C和C-H鍵的斷裂，是自由基機理。本案例將通過CP2K軟件實現烷烴的熱解反應。
初始模型的構建
首先通過packmol軟件將10個正葵烷插入到3*3*3 nm3的立方盒子中，輸入文件如圖1所示：
圖1 packmol 輸入文件
所構建的初始模型如圖2所示：
圖2 十條正葵烷分子鏈初始模型
在CP2K的輸入文件中任務類型選擇MD，理論方法采用GFN1-xTB，采用NVT系綜，熱浴采用CSVR，溫度設為3500K（溫度設置較高加快反應的進行），熱浴TIMECON設為100，步數STEPS設為50000，步長TIMESTEP設為0.2，部分輸入文件如圖3所示：
圖3 CP2K部分輸入文件
可以看到，隨著模擬的進行，經過10 ps后，正葵烷被裂解為大量的小分子碎片。如圖4所示，體系中不存在完整的正葵烷分子鏈。
圖4 模擬過程中正葵烷分子鏈的裂解情況
我們進一步考察體系中具有不同成鍵數的碳原子的數目變化（圖5），可以看到，有100個C原子的成鍵數都是4，因為體系一開始所有的C原子都來自正葵烷，都屬于sp3碳,10條正葵烷分子鏈總共是100個碳原子。隨著模擬的進行，長鏈烴開始裂解，開始出現短鏈烴烷，烯烴和炔烴，因此C(4)逐漸減少，C(3)，C(2)逐漸增多。C(1)和C(0)主要來自于一些不穩定的分子碎片。從圖6也可以看出，C-C鍵和C-H鍵在數目在反應過程中也在逐漸減少。
展開 Lammps模擬Reax.ff下有機物的高溫裂解---以葡萄糖分子為例
本文介紹如何從構建模型到模擬有機物（以葡萄糖分子為例）在高溫下裂解過程和最終產物。
有如下步驟：
初始化結構;
1.1 建模
input一個葡萄糖分子（圖1），然后module AC caculation，我這里寫500個分子（如圖2），run之后得到圖3.
（備注： energy 是選擇力場，后期用反應力場，這里現在通用力場就可以，如圖4）；
2.2結構優化
選擇modules-Forcite，設置迭代次數，優化如圖5。（備注：建議這里迭代次數寫多點，不然后面做計算有可能原子丟失）
做完結構優化后，得到.Car和.mdf格式文件，轉成.data文件。
中國科大《Nature》子刊：高溫下碳基硫摻雜的金屬納米團簇！
因此，在過去的十年中，人們投入了大量的精力，來開發不同的物理和化學方法，來抑制金屬納米團簇在高溫下的燒結。最常用的方法是在納米尺度上精心調整金屬和支架的空間排列，以構建防止燒結的物理屏障，例如，通過在介孔二氧化硅和碳載體的通道中，填充金屬納米團簇來最大化粒子間的間距，以及將金屬納米團簇包裹在多孔的納米殼層中。雖然這些方法在概念上是有效的，但可能會導致活性表面積的減少和傳質阻力的增加，從而大大降低催化劑的整體性能。近年來，一些納米結構的金屬氧化物載體，已被證明能夠在氧化氣氛下，通過金屬載體鍵合(例如Pt/CeO2催化劑中的Pt-O-Ce鍵合)來穩定金屬物種。
在這里，研究者證明，硫是金屬催化劑的傳統有毒試劑，當摻雜在碳基體中時，可以有效地穩定~1納米金屬納米團簇(Pt、Ru、Rh、Os和Ir)，在高達700℃的高溫還原氣氛下抗熱燒結。光譜表征和密度泛函理論(DFT)計算表明，金屬/硫摻雜碳(S-C)界面的黏附強度增強，這是由于金屬-硫的強熱穩定鍵，通過抑制金屬原子擴散(OR路徑)和納米顆粒遷移(PMC路徑)，大大抑制了金屬納米團簇的燒結動力學。此外，所制備的鉑納米團簇催化劑在550℃丙烷脫氫(PDH)制丙烯的高溫反應中表現出高活性、選擇性和長反應壽命，證明了金屬納米團簇催化劑在現實技術條件下在工業催化方面的應用潛力。
圖1 硫穩定方法示意圖。
圖2 燒結試驗。
圖3 光譜特征。
圖4 納米粒子擴散與原子逃逸的理論研究。
圖5 高溫PDH的催化性能。
圖6 丙烯選擇性的實驗和理論解釋。
綜上所述，研究表明，硫穩定策略的可行性，可用于生產~1 nm金屬簇催化劑的工業相關催化。
展開 低溫軸承與高溫軸承，極限工況下的王者！
低溫軸承產品類別
低溫軸承多為單列深溝球軸承和圓柱滾子軸承
對于低溫下的軸承出現卡死現象，外部因素是溫度的變化，內部因素是軸、機架和材料的熱膨脹系數不同。當溫度范圍大時，不同材料的收縮率不同，導致間隙變小卡住。因此，對于工作范圍廣的設備，包括在低溫下使用的設備，有必要計算材料的膨脹系數，同時盡量使用膨脹系數相近的材料，效果會更好。
此外，在結構設計中，盡量避免在軸的兩端各使用一個圓錐滾子軸承的結構。這種結構，兩個軸承之間的距離越長，卡住的可能性就越大。如果軸的一端安裝有一對錐形軸承，則作為軸的定位，軸的軸向運動受到約束，軸的另一端與滾動軸承一起使用，僅限制徑向力，在軸向可以隨著軸向溫度在一定范圍內軸向移動。
低溫軸承材質選擇
低溫軸承軸承鋼選用
低溫軸承常用不銹鋼軸承鋼 9Cr18、9Cr18Mo 制造，也可選用鈹青銅、陶瓷等材料制造；工作溫度極低溫條件下（極限溫度-253℃）：工作極限溫度要求在-253℃時，可選用 6Cr14Mo 材料但必須在真空環境中使用。
注：低溫軸承使用中要注意因潤滑不良引起燒傷等，所以要注意選用合適的潤滑劑。
軸承材料及工作溫度一覽表
高溫軸承的承受溫度值主要是由軸承的材質決定的，
品種與材質不同，
耐高溫能力也不同。
展開 高溫工況下閥門材料如何選擇？
來源：閥門之聲
如有侵權，請聯系刪除
高溫工況主要包括亞高溫、高溫Ⅰ級、高溫Ⅱ級、高溫Ⅲ級、高溫Ⅳ級、高溫Ⅴ級，下面分別做介紹。
1、 亞高溫
亞高溫是指閥門的工作溫度在325～425℃區域。如果介質是水和蒸汽時，主要用WCB、WCC、A105、WC6和WC9。如果介質是含硫油品時，主要用具有抗硫化物腐蝕的C5、CF8、CF3、CF8M和CF3M等。它們多用在煉油廠的常減壓裝置和延遲焦化裝置上，此時CF8、CF8M、CF3及CF3M材質的閥門不是用于抗酸溶液腐蝕，而是用于含硫油品及油氣管路上。在此工況中，CF8、CF8M、CF3和CF3M的最高工作溫度上限為450℃。
2、 高溫Ⅰ級
閥門的工作溫度為425～550℃時為高溫Ⅰ級(簡稱PI級)。PI級閥門的主體材料為ASTMA351標準中的CF8為基形的“高溫Ⅰ級中碳鉻鎳稀土鈦優質耐熱鋼”。因PI級是特定的稱呼，在這里包含了高溫不銹鋼(P)的概念。因此，如果工作介質為水或蒸汽時，雖然也可用高溫鋼WC6(t≤540℃)或WC9(t≤570℃)，在含硫油品時雖然也可用高溫鋼C5(ZG1Cr5Mo)，但在這里不能稱它們為PI級。
3、 高溫Ⅱ級
閥門的工作溫度為550～650℃，定為高溫Ⅱ級(簡稱為PⅡ級)。PⅡ級高溫閥門主要用于煉油廠的重油催化裂化裝置，它包含用在三旋噴嘴等部位的高溫襯里耐磨閘閥。
展開 
【CAE案例】壓力容器在高溫高壓下的熱力學耦合分析
本案例將計算這種瞬態下容器的溫度場和應力場。
02 問題描述
本案例主要模擬了存在裂紋的壓力容器在受熱和內部壓力的情況下，熱傳遞的情況，以及裂紋演變的情況。
特殊的是，根據壓力容器的結構，其內部與熱源接觸的部分為包層（圖1），外部為結構鋼（圖2），因此，在分析此類特殊結構時需要將兩種材料分開定義。
此外，本次仿真最終會給出壓力容器從室溫到受熱升溫的整個過程，因此材料的力學性能，如楊氏模量E，容積熱容量ρcp會隨溫度變化。
在通用結構仿真軟件中，可以通過定義Function的形式定義不同溫度下材料的力學性能。在分析受力部分時，需要考慮壓力容器受熱對其力學性能產生的影響，因此需要使用熱力耦合的方式進行計算。
本案例材料受熱的物理參數呈非線性變化，熱源也呈非線性，模擬了0到8000秒過程中的溫度變化（7到50攝氏度）。在第51秒時突然加入50攝氏度的熱源。此外，容器受到內部壓力和Y軸正方向的拉力,初始壓力為1.188MPa，到20秒時壓力達到最大，為19.188MPa，并呈非線性增長。Y方向的拉力從初始的5.45MPa，在20秒內增長至88.09MPa，也呈非線性增長。
展開 實時高溫條件下SHPB沖擊壓縮模擬方法
近期許多人在問實時高溫條件如何在ls-dyna中實現，這個方法在很早以前就有學者使用過，包括混凝土和巖石，后續有空會更新相應課程，具體實現方法如下。
溫度對于花崗巖力學特性有不可忽視的影響，模擬100℃和200℃下花崗巖SHPB 試驗時必須考慮溫度的作用，借助“隱式-顯式順序求解法”模擬實時溫度下花崗巖的沖擊破壞過程。眾所周知，ANSYS 隱式方法能高效的求解靜載問題，而求解瞬態問題則需要借助顯式方法，“隱式-顯式順序求解法”實質上就是將隱式的求解結果寫入的drelax文件，接著ANSYS/LS-DYNA 讀入這些變形，并且對描述的幾何模型進行初始化，之后再進行瞬態求解。計算具體過程概括如下:
(1)取常溫下花崗巖的線熱膨脹系數為8x10-6C-1，首先對試樣施加溫度荷載，求解分析的隱式部分(熱荷載):
(2)改變模型文件名，避免隱式求解結果被顯式求解結果覆蓋
(3)將隱式單元轉換為對應的顯式單元;
(4)更新單元關鍵選項，如材料屬性等;
(5)移除人為施加在模型上的多余約束;
(6)將隱式求解結果(節點位移等)寫入drelax文件:
(7)通過 drelax文件，為顯式求解進行幾何模型的初始化:
(8)為顯式求解施加沖擊荷載和接觸條件:
(9)求解該分析的顯示部分(沖擊荷載)。
雖然ANSYS/LS-DYNA軟件已經提供了大量的材料本構模型，但是仍無法包含一些具有特殊力學性能的材料。正是由于此原因，LS-DYNA 提供了可供用戶自定義的材料本構接口，通過此接口，用戶可以將材料所具有的特殊力學性能嵌入LS-DYNA軟件中，從而完成問題的數值模擬。自定義本構子程序參量包括了材料參數、應變增量、時間步長現時刻應力和歷史變量值等。
展開 一般情況下pp材質的噴淋塔耐高溫是多少
pp板是經過高溫制成的材質噴淋塔，自身有著耐高溫的特點。
很多的pp材質生產廠家在生產的時候會添加一些其它的工藝，所以會導致pp板的特性發生一些改變。耐高溫的特性特自然會發生變化，因為食品級的PP板需要加熱消毒，而在這個溫度內還得必須保證PP板不會發生一些質的改變的，所以食品級的pp板耐高溫的效果好一些。由此可見不同的pp板對于耐高溫的要求是不同的，但是一般的情況下，pp材質噴淋塔的耐高溫溫度是80度到100度之間。
PP材質噴淋塔的噴淋塔耐腐蝕、耐高溫性能要好，但價格較高。所以PP噴淋塔的性價比更高，更適合中小企業使用。
展開 3D打印高靈敏度且能用在高溫下的應變計
研究人員傳感器，然后在高達500°C的溫度下進行循環應變測試。除了具有增加的靈敏度的應變儀之外，還發現測量系數比市售儀表高近60％。
材料之所以會出現熱應變，是因為材料受熱時自然膨脹。由于單獨的熱量，多孔膜的整體膨脹比固體膜要小得多。
這些結果表明，3D打印技術可能潛在地用于制造高性能，穩定的傳感器，用于需要高溫的應用，如核電，航空航天和發電系統。傳統制造的固體應變計更容易受到熱加熱干擾導致的誤差，但是3D打印多孔應變儀卻沒有同樣的問題。
