8084

مطالعه و شبيه سازي جريان پلاسماي سرد در داخل يك لوله در فشار اتمسفر و دماي محيط

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1401

دكتر مجيد سياوشي

1401/07/27

مهندسي مكانيك

Study and simulation of cold plasma flow inside a tube at atmospheric pressure and ambient temperature

سه حالت اول ماده عبارت است از جامد، مايع و گاز كه ماده از يك حالت به حالت بعد با اضافه كردن انرژي تبديل مي-شود. پلاسما بعد از حالت گاز با اضافه كردن انرژي بيشتر بوجود مي¬آيد. اين كار باعث ايجاد يون¬هاي مثبت و الكترون¬ها مي¬شود. امروزه پلاسماي سرد فشار اتمسفري كاربرد هاي بسيار وسيع و متنوعي دارد. در اين پايان نامه هدف، بررسي و شبيه سازي پلاسماي سرد فشار اتمسفري گاز آرگون در دماي محيط است. فناوري پلاسماي سرد يكي از بروزترين تكنولوژي¬ها در عرصه گندزدايي و ... توسط الكترون¬ها و بمباران يوني است و باعث تخريب غشاي سلولي و تخريب DNA باكتري¬ها و ويروس¬ها مي¬گردد. با پردازش پلاسمايي به سطح آب، هم¬زمان گونه¬هاي فعال احيا كننده و اكسيد كننده¬ي اكسيژني و نيتروژني كه به سرعت با تركيبات آلاينده واكنش داده و آن¬ها را تجزيه مي¬نمايد و آب را تصفيه مي-كند. در ميان روش¬هاي موثر براي توليد راديكال¬ها و ديگر گونه¬هاي واكنشي كه توسط پلاسما ارائه مي¬شود، يكي از بهترين¬ها مولد تخليه سد دي الكتريك است. بررسي و شبيه سازي اين پايان نامه به شكل جت پلاسماي با سد دي الكتريك است كه در دما و فشار اتمسفري كار مي-كند. براي سهولت در انجام محاسبه، هندسه دوبعدي با تقارن محوري انتخاب گرديده است. در اين شبيه سازي نازل پلاسما به صورت استوانه¬اي از جنس كوارتز است كه نقش دي¬الكتريك را دارند و دو حلقه الكترود آن را در بر گرفته¬اند. به الكترود ابتدايي ولتاژ DC پالسي اعمال مي¬شود و الكترود انتهايي نازل به زمين وصل است. از مهم¬ترين نتايج به دست آمده مي-توان به توزيع زماني چگالي و انرژي الكترون¬ها اشاره كرد كه چگالي الكترون با گذشت زمان در مركز نازل به دليل ميدان و بالا بودن انرژي الكترون افزايش مي¬يابد. اين بررسي براي حالت استاتيك و حالتي كه جريان وجود دارد انجام شده است كه مشاهده مي¬شود اندازه چگالي و انرژي الكترون در حالت استاتيك به دليل بالا بودن نرخ برخورد ها بسيار بيشتر از حالتي است كه جريان وجود دارد. بدين منظور روش المان محدود براي حل معادلات سيالي استفاده گرديد تا مشخصات الكتريكي و فيزيكي پلاسما مورد بررسي قرار گيرد. مدل سازي سيستم پلاسما و حل معادلات مربوطه در شرايط مرزي و هندسه مشخص با استفاده از نرم-افزار كامسول مولتي¬فيزيك انجام شده است.

پلاسماي سرد اتمسفري , جت پلاسما , تخليه سد دي الكتريك , چگالي الكترون