Metody obniżania temperatury plazmy w reaktorach plazmowych typu Plasma Jet

• Autorzy: Krupski P. , Stryczewska H. D.

Warianty tytułu

EN

Methods of plasma temperature decreasing in plasma jet reactors

• Konferencja: Konferencja Naukowo-Techniczna "Problemy cieplne w elektrotechnice i elektrotechnologie" (IV, 18-20.09.2017 ; Konopnica, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono przegląd metod obniżania temperatury plazmy wytwarzanej w reaktorach plazmowych z dyszą, pracujących przy ciśnieniu atmosferycznym. Szczególną uwagę poświęcono rozwiązaniu z aktywnym systemem chłodzenia, który obejmuje gaz procesowy i obszar plazmy. Nietermiczne właściwości uzyskuje się wewnątrz specjalnie skonstruowanej dyszy, która w tym przypadku pełni równocześnie dwie funkcje: elektrody o potencjale zerowym, oraz parownika w obiegu chłodniczym. Wytwarzana w ten sposób plazma ma temperaturę znacznie niższą, niż powstająca w reaktorach tego typu, bez systemu ochładzania. Opisywany system chłodzenia cechuje znaczna efektywność, co zostało dowiedzione pomiarami z zastosowaniem czujników termoelektrycznych a także zapisami z kamery termowizyjnej. Zaproponowane rozwiązanie wykazuje potencjał aplikacyjny nie tylko w obszarze medycznym i biotechnologicznym, ale także podczas obróbki materiałów wrażliwych na wysokie temperatury, których przykładem mogą być polimery o stosunkowo niskim progu termoplastyfikacji.

EN

The article presents a review of temperature decreasing of plasma produced in atmospheric pressure plasma jet reactors. Special focus was put on a solution with an active cooling system that involves working gas and plasma area. Non-thermal plasma properties are obtained inside the specially-constructed jet, which, in this case has two functions: zero-potential electrode and evaporator in cooling circulation system. The plasma which is produced in those types of reactors has significantly lower temperature than the one produced in jets without a cooling system. The described system is characterized by a great efficiency, which has been proved by measurements with the use of thermoelectric sensors and images from thermal imaging camera. The proposed solution shows an applicatory potential not only in medical and biotechnological fields, but also during the treatment of high temperature-susceptible materials which are represented by low threshold of thermo plasticisation.

Słowa kluczowe

PL

nietermiczna plazma; system chłodzenia; plasma jet

EN

nonthermal plasma; plasma jet; cooling system

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka
• Rocznik: 2017
• Tom: z. 127
• Strony: 45--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Krupski P.

• Politechnika Lubelska, Instytut Elektrotechniki i Elektrotechnologii

autor

Stryczewska H. D.

• Politechnika Lubelska, Instytut Elektrotechniki i Elektrotechnologii

Bibliografia

• [1] Babayan S.E., Jeong J.Y., Schütze A., Tu1 V.J., Moravej M., Selwyn G.S., Hicks R.F., Deposition of silicon dioxide films with a non-equilibrium atmospheric-pressure plasma jet, Plasma Sources Science and Technology, Vol. 10, No. 4, 12, September 2001.
• [2] Nastuta A.V., Pohoata V., Topala I., Atmospheric pressure plasma jet - Living tissue interface: Electrical, optical, and spectral characterization, Journal of Applied Physics, 113, 183302, 2013.
• [3] Herrmann H.W., Henins I., Park J., Selwyn G.S., Decontamination of chemical and biological warfare (CBW) agents using an atmospheric pressure plasma jet (APPJ), Physics of Plasmas, Vol. 6, No. 5, May 1999, 2282-2289.
• [4] Slepička P., Kasálková, N. Slepčková, Stránská E., Bačáková L., Švorčík V., Surface characterization of plasma treated polymers for applications as biocompatible carriers, Express Polymer Letters, 7 (2013), No. 6, 535-545
• [5] Øiseth S.K., Krozer A., Kasemo B., Lausmaa J., Surface modification of spin-coated high-density polyethylene films by argon and oxygen glow discharge plasma treatments, Applied Surface Science, 202(2002), 92-103.
• [6] Terebun P., Krupski P., Kwiatkowski M., Samoń R., Diatczyk J., Pawłat J., Stryczewska H.D., Wybrane metody pomiaru temperatury plazmy w reaktorach typu jet, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska, Tom 3, 2015, 42-47.
• [7] Pawłat J., Samoń R., Stryczewska H., Diatczyk J., Giżewski T., RF-powered atmospheric pressure plasma jet for surface treatment, European Physical Journal-Applied Physics, 61 (2013), nr 2, 24323.
• [8] Weltmann K.D., Kindel E., von Woedtke T., Hahnel M., Stieber M., Brandenburg R., Atmospheric-pressure plasma sources: Prospective tools for plasma medicine, Pure and Applied Chemistry, 82 (2010), No. 6, 1223-1237.
• [9] Lozhkomoev A.S., Glazkova E.A., Khorobraya E.G., Lerner M.I., Maltsev A.N., Podkovyrov V.G., Modification of the polymer fiber surface by DRE ‒ plasma for adhesion of aluminum oxyhydroxide particles, Russian Physics Journal, 56, No. 4, 2013, 384-388.
• [10] Diatczyk J., Stryczewska H.D., Komarzyniec G., Modeling of the Temperature Distrbution in Arc Discharge Plasma Reactor, Journal of Advanced Oxidation Technologies, Vol. 9, No. 2, July 31, 2006, 174-177.
• [11] Mahmood S., Shaikh Nek M., Kalyar M.A., Rafiq M., Piracha N.K., Baig M.A., Measurements of electron density, temperature and photoionization cross sections of the excited states of neon in a discharge plasma. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 110 (17), 2009, 1840-1850.
• [12] Stryczewska H.D., Diatczyk J., Pawłat J., Temperature distribution in the gliding arc discharge chamber, Journal of Advanced Oxidation Technologies, Vol. 14, Number 2, July 2011, 276-281.
• [13] Fodemski T.R, Deka A., Gorczakowski A., Ignacik G., Jędzrzejowski S., Kasieczka W., Konka W., Plocek M., Rosiak A., Starowicz Z., Zaborski Z., Domowe i handlowe urządzenia chłodnicze, Wyd. 5. WNT, Warszawa, 2000, 49-72.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).