![](publikacie/fotky/62f43gecb15dah)
Lenka LEŠTINSKÁ bývalý (á) študent
PhD. štúdium 2008 - 2012
Školiteľ: Zdenko Machala Školiteľ špecialista: -- Názov: Optická emisná spektroskopia mikrovlnnej plazmy kombinovanej s jednosmernými výbojmi pri atmosférickom tlaku Abstract: Mikrovlnné (MW) výboje generované pri atmosférickom tlaku predstavujú značný záujem
pre rôzne priemyselné ale i environmentálne aplikácie. Hlavnou výhodou MW plazmy je
bezelektródová operácia, dostupnosť lacných mikrovlnných zdrojov, účinný prevod
elektrickej energie do plazmy a ak sú výboje generované pri atmosférickom tlaku, nie sú
potrebné ani prídavné vákuové zariadenia. MW fakle sa dajú používať aj na predohrev plynov
na vysoké teploty potrebné pre rôzne aplikácie, alebo tiež na štúdium iných výbojov
v predhriatom plyne. V tejto práci prezentujeme spektroskopickú štúdiu vyfukovanej plazmy
generovanej mikrovlnnou fakľou vo vzduchu a v dusíku pri atmosférickom tlaku. Na
diagnostiku výboja využívame najmä optickú emisnú spektroskopiu. V prvej časti práce sme
analyzovali emisné spektrá MW výboja v čistom dusíku a v zmesi dusíka s malou prímesou
kyslíka, merali sme teploty plazmy a sledovali priestorovú charakteristiku MW výboja v
závislosti od výkonu a prietoku. V druhej časti sme skúmali MW plazmu generovanú vo
vzduchu. Ukázalo sa, že vyžarovanie plazmy, alebo skôr neprítomnosť molekulových
spektier pri nízkych MW výkonoch, je limitujúcim faktorom pre spektroskopickú
charakteristiku a priame meranie teploty generovanej plazmy. Preto sme vyvinuli a otestovali
novú metódu na určovanie teploty MW plazmy, použiteľnú všeobecne pre atmosférickú
plazmu blízku k termodynamickej rovnováhe. Ukázali sme, že táto takzvaná metóda
korónovej sondy, kde je korónový výboj vložený do MW plazmy, môže byť aplikovaná na
určenie teploty plazmy blízkej termodynamickej rovnováhe v širokom rozsahu teplôt. Na
rozdiel od bežného termočlánku nie je táto metóda limitovaná teplotou do 1000 °C ani
ovplyvnená radiačnými stratami a problémami interakcie so samotnou mikrovlnnou plazmou
alebo súvisiacim elektromagnetickým poľom. Keďže existujú mnohé aplikácie, v ktorých je
nevyhnutné generovať plazmu v atmosférickom vzduchu čo najväčších objemov a niektoré
predchádzajúce práce naznačili, že existuje možnosť ako by sa objem jednosmerných výbojov
dal zväčšiť ich kombináciou s MW plazmou, v poslednej časti práce sme sa venovali
skúmaniu vlastností MW výboja kombinovaného s tlecím výbojom a prechodovou iskrou.
Spektroskopické štúdium týchto kombinovaných výbojov, najmä prechodovej iskry
v predhriatom vzduchu MW plazmy má tiež význam pre aplikácie plazmou asistovaného
spaľovania.
Mgr. štúdium 2006 - 2008
Školiteľ: Zdenko Machala Školiteľ špecialista: -- Názov: Mikrovlnný fakľový výboj v dusíku – charakteristika a environmentálna aplikácia Abstrakt: Mikrovlnné fakle sa obyčajne používajú na generovanie rovnovážnej (LTE) plazmy použiteľnej v mnohých priemyselných aj environmentálnych aplikáciách.
Základom tejto práce je charakteristika mikrovlnného fakľového výboja v dusíku pri atmosférickom tlaku a príklad environmentálnej aplikácie generovanej plazmy.
Skúmali sme závislosti intenzity vyžarovania generovanej plazmy od meniaceho sa výkonu, prietoku a výšky.
Tvar plazmy bol pri nízkych prietokoch vždy kónický, ale pri vyšších prietokoch sme pozorovali zmenu tvaru na lievikovitý.
Analýzou emisných spektier sme zistili silné vyžarovanie CN skupiny, ktoré bolo dôsledkom prítomnosti uhlíkatej nečistoty, pochádzajúcej z gumených tesnení a z nosného plynu. Pri vyšších prietokoch, kedy sa výbojová komora zahrieva menej a neuvoľňuje sa toľko uhlíka z tesnení, intenzita CN poklesla a v spektre sa zviditeľnili molekuly N2 a N2+, predtým prekryté CN.
Porovnávaním simulovaných a experimentálnych emisných spektier sme určovali teplotu plazmy. Teplotu plynu sme určili na 4500 ± 250 K pri výkone 1,78 kW a 4000 ± 250 K pri výkone 1,46 kW.
Do nosného plynu sme tiež pridávali malú prímes kyslíka (do 2,30 ‰), aby sme zistili vplyv kyslíka na emisiu CN.
Analyzovali sme tiež horizontálne Abelove profily plazmy v rôznych výškach. Zistili sme, že emisivita klesá s rastúcou vzdialenosťou od osi plazmy (neplatí to však pre emisiu NO) a s výškou.
Generovanú plazmu sme použili na tepelné opracovanie znečisteného uhlíkatého prášku. V opracovaných vzorkách sme zaznamenali značný hmotnostný úbytok (27 - 48 % v závislosti od doby opracovania), zmenu zloženia a štruktúry.
|
|
Súčasní
PhD študenti:
Jana KŠANOVÁ
Darina KUŽMOVÁ
Ramin MEHRABIFARD
Zuzana OKRUHLICOVÁ
Pankaj PAREEK
Gokul SELVARAJ
Sergei SMIRNOV
Peter TÓTH
Mgr/Bc študenti:
Dominik DIŇA
Bývalí
PhD študenti
Mgr študenti
Bc študenti
|