Elektrické charakteristiky klouzavého výboje
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
E
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Předmětem této bakalářské práce bylo seznámit se s vlastnostmi plazmatu, jeho dělením a diagnostikou. Ve fyzice a chemii se za plazma považuje ionizovaný plyn složený z iontů, elektronů (a případně neutrálních atomů a molekul), který vzniká odtržením elektronů z elektronového obalu atomů plynu, či roztržením molekul (ionizací). O plazmatu se často mluví jako o čtvrtém skupenství hmoty. Pozornost byla zaměřena na popsání různých druhů elektrického výboje, jeho vlastností a výskytu. Jeden z nejznámějších elektrických výbojů vyskytujících se v přírodě je blesk, jiskrový výboj, se kterým se setkáváme při bouřkách. Blesk je elektrický výboj mezi centry kladného a záporného náboje jednoho, nebo více oblaků, mezi oblakem a zemí, nebo řidčeji mezi oblakem a stratosférou. Největší pozornost je ale věnováná především klouzavému elektrickému obloukovému výboji, tzv. Glid-Arc, ten je představitelem neizotermického plazmatu tvořeného slabě ionizovaným plynem. Nabízí celou řadu možností průmyslového využití, zejména pro svou vysokou energetickou účinnost, specifickou produktivitu a vysokou selektivitu reakcí. Glid-Arc je při nízkém až atmosférickém tlaku jednoduchým a finančně nenáročným způsobem generace netermálního plazmatu. Výboj bývá buzen mezi dvěma růžkovými elektrodami z různých materiálů v rozsahu tlaků velmi nízkých až po tlaky řádově jednotek MPa. Konstrukce je tvořena párem růžkových elektrod rozbíhajících se po proudu pracovního plynu. Po přiložení pracovního stejnosměrného nebo střídavého napětí dochází v místě nejmenší vzdálenosti mezi elektrodami k průrazu a jiskrový plazmový kanál je unášen ve směru proudícího plynu. Závěrečná praktická část se věnuje proměření VA charakteristiky a charakteristiky oscilace proudu, zapálení klouzavého výboje pro dané kombinace a poměry plynů dusík a metan o různém průtoku. Jsou zde porovnány hodnoty zápalného napětí pro tyto kombinace plynů. Následně jsou zhodnoceny vlastnosti různých kombinací plynů o dvou různých průtocích. Toto měření probíhalo v laboratoři FCH VUT v plazmovém reaktoru za atmosférického tlaku.
The subject of this bachelor's thesis was to get familiar with the characteristics of plasma, its divisinon and diagnostics. In physics and chemismy plasma is considered to be, an ionized gas composed of ions, electrons (and possibly neutral atoms and molecules), which is produced by detachement of electrons from the atomic shell, or by dissociation and ionization of molecules. The plasma is often referred as the fourth state of matter. Attention was given to the description of various types of electric discharge, its characteristics and occurrence. One of the most idey known electrical discharges occurring in nature is lightning, a spark discharge, which occurs in the storm. Lightning is an electric discharge between centres of positive and negative charge of one or more clouds, between cloud and earth, or rarely between the cloud and the stratosphere. The greatest attention is paid mainly to gliding electric arc discharge, called Glide-Arc; it is a representative of on-thermal plasma formed by weakly ionized gas. It has many industrial applications, especially for its high energy efficiency, specific productivity and high selectivity of chemical reactions. Under low and atmospheric pressure, Glide-Arc represents a simple and non-expensive way of non-thermal plasma generation. The discharge is excited between two electrodes of different materials in the pressure range from very low pressures up to the pressures of the order of units of MPa. The gliding arc system consist of horn-gaps electrodes diverging in the direction of the working gas flow. After the application of DC or AC voltage, a breakdown occurs at the smallest distance between the electrodes, and a spark plasma channel drifts (“glides“) in the direction of the flowing gas. The final experimental part deals with the measurement of VA characteristics and oscillation characteristics of the current, and with the determinativ of gliding arc ignitron for selected of nitrogen and methane gases at various flow rates. The values of ignition voltage for variol mixtures of gases have been compared. Furthermore, the properties various combinations of gases at different gas flow rates have been evaluated. Measurements were carried out in the plasma laboratory of the Faculty of Chemistry BUT in the plasma reactor at the atmospheric pressure.
The subject of this bachelor's thesis was to get familiar with the characteristics of plasma, its divisinon and diagnostics. In physics and chemismy plasma is considered to be, an ionized gas composed of ions, electrons (and possibly neutral atoms and molecules), which is produced by detachement of electrons from the atomic shell, or by dissociation and ionization of molecules. The plasma is often referred as the fourth state of matter. Attention was given to the description of various types of electric discharge, its characteristics and occurrence. One of the most idey known electrical discharges occurring in nature is lightning, a spark discharge, which occurs in the storm. Lightning is an electric discharge between centres of positive and negative charge of one or more clouds, between cloud and earth, or rarely between the cloud and the stratosphere. The greatest attention is paid mainly to gliding electric arc discharge, called Glide-Arc; it is a representative of on-thermal plasma formed by weakly ionized gas. It has many industrial applications, especially for its high energy efficiency, specific productivity and high selectivity of chemical reactions. Under low and atmospheric pressure, Glide-Arc represents a simple and non-expensive way of non-thermal plasma generation. The discharge is excited between two electrodes of different materials in the pressure range from very low pressures up to the pressures of the order of units of MPa. The gliding arc system consist of horn-gaps electrodes diverging in the direction of the working gas flow. After the application of DC or AC voltage, a breakdown occurs at the smallest distance between the electrodes, and a spark plasma channel drifts (“glides“) in the direction of the flowing gas. The final experimental part deals with the measurement of VA characteristics and oscillation characteristics of the current, and with the determinativ of gliding arc ignitron for selected of nitrogen and methane gases at various flow rates. The values of ignition voltage for variol mixtures of gases have been compared. Furthermore, the properties various combinations of gases at different gas flow rates have been evaluated. Measurements were carried out in the plasma laboratory of the Faculty of Chemistry BUT in the plasma reactor at the atmospheric pressure.
Description
Citation
JEŘÁBEK, M. Elektrické charakteristiky klouzavého výboje [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2010.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Teleinformatika
Comittee
doc. Ing. Karel Burda, CSc. (předseda)
doc. Ing. Kamil Říha, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Radek Zezula, Ph.D. (člen)
Ing. Mojmír Jelínek (člen)
Ing. Stanislav Uchytil, Ph. D. (člen)
Ing. Tomáš Pelka (člen)
doc. Ing. Jan Hajný, Ph.D. (člen)
doc. RNDr. Milada Bartlová, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2010-06-15
Defence
Z jakého materiálu byly elektrody?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení