نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 1. پژوهشکده‌ی پلاسما و گداخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی، صندوق پستی: 51113-14399، تهران- ایران
2 2. دانشکده‌ی مهندسی برق، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، صندوق پستی ۴۴۱۳-۱۵۸۷۵، تهران ـ ایران
3 3. پژوهشکده‌ی کشاورزی هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی، صندوق پستی: 498-31485، کرج- ایران
4 4. گروه علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شبستر، صندوق پستی: 5381637181، شبستر - ایران
چکیده
شبیه سازی یک بعدی پلاسمای تخلیه ی سد دی الکتریک صفحه ای با استفاده از نرم افزار کامسول انجام شد. تأثیر ضخامت و ضریب دی الکتریک، ولتاژ و بسامد اعمال شده به الکترودها بر تغییرات دما و چگالی الکترون مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه های به دست آمده نشان داد که افزایش ولتاژ، بسامد، ضریب گسیل الکترون ثانویه ی الکترود و ضریب دی الکتریک باعث افزایش چگالی الکترون می شود درحالی که افزایش ضخامت دی الکتریک، چگالی الکترون را کاهش می دهد. افزایش ولتاژ از 5 تا kV 50، سبب افزایش چگالی الکترون از 1017×4 به
3-m 1018×2/3 شد، با افزایش بسامد از 20 تا kHz 50، چگالی الکترون از حدود 1017×96/1 تا حدود 3-m 1017×5/3 افزایش یافت. در این شبیه سازی ها مشاهده شد که افزایش ولتاژ، بسامد و ضخامت دی الکتریک باعث افزایش دمای الکترون می شود درحالی که افزایش ضریب
دی الکتریک و ضریب گسیل الکترون ثانویه ی الکترود، اثرهای متفاوتی دارند. از نتیجه های به دست آمده مشخص شد که بدون نیاز به اعمال ولتاژ و بسامد بالا؛ با تغییر جنس و ابعاد دی الکتریک و جنس الکترودها می توان چگالی الکترون را تا مرتبه ی 3-m 1018 افزایش داد.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Calculation of temperature and density for dielectric- barrier discharge (DBD) plasma using COMSOL
نویسندگان [English]
- A Mazandarani 1
- Sh Goudarzi 1
- H Ghafoorifard 2
- A Eskandari 3
- Sh Shahshenas 4
چکیده [English]
In this paper, a one-dimensional simulation for discus plate dielectric barrier discharge (DBD) is done by COMSOL Multiphysics software. The effects of different parameters such as voltage, frequency, dielectric thickness, dielectric constant and electrode’s material on the temperature and density of electrons are investigated, it is found that secondary electron emission coefficient of the electrode, dielectric constant and the thickness of dielectric have a direct impact on the density of electron. The voltage increment from 5 to 50 kV, causes electron density growing from 4×1017m-3 to 3.2×1018m-3. Based on this study, electron density could reach up to the orders of 1018m-3 by optimizing material and dimensions of dielectric and electrodes without applying high voltage and frequency which results a significant lower production cost.
کلیدواژه‌ها [English]
- Simulation
- Electron density
- Electron temperature
- Plasma
- COMSOL
)