Search

Τα τελευταία χρόνια, στη βιοϊατρική και στη βιομηχανία η επεξεργασία δειγμάτων με πλάσμα έχει κεντρίσει το ενδιαφέρον, και ειδικότερα στους αντιδραστήρες πλάσματος ατμοσφαιρικής πίεσης. Οι αντιδραστήρες αυτοί αντίθετα από του αντιδραστήρες καινού είναι πιο οικονομικοί στην κατασκευή αλλά και στη λειτουργιά. Το ενδιαφέρον αυξάνεται , λαμβάνοντας υπόψη τη δυνατότητα παράγωγης ψυχρού πλάσματος με μεγάλη δραστικότητα, αποφεύγοντας τα μειονεκτήματα των θερμών ατμοσφαιρικών πλασμάτων. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η υλοποίηση και η βελτιστοποίηση ενός αντιδραστήρα ατμοσφαιρικού πλάσματος ευγενών αεριών τροφοδοτούμενου από ημιτονοειδή υψηλή τάση ακουστικών συχνοτήτων. Το σύστημα οδηγείται από ημιτονοειδή υψηλή τάση μεταβαλλόμενου πλάτους (0-11 kV από κορυφή σε κορυφή) και συχνότητα (5-20 kHz). Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι γενικές έννοιες για τη δομή και τη λειτουργία των αντιδραστήρων αυτού του είδους. Έμφαση δίνεται στο μηχανισμό διάδοσης του πίδακα και στις εκκενώσεις διηλεκτρικού φράγματος. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται εκτενής περιγραφή των επιμέρους τμημάτων που κατασκευαστήκαν προκειμένου να είναι εφικτή η λειτουργία του αντιδραστήρα. Αρχικά γίνεται η περιγραφή των αντιδραστήρων που κατασκευαστήκαν και στη συνεχεία παρουσιάζεται το σύστημα τροφοδοσίας της υψηλής τάσης. Τέλος, γίνεται περιγραφή των διατάξεων χαρακτηρισμού της εκκένωσης οι όποιες αφορούν ηλεκτρικές, οπτικές, φωτογραφικές μετρήσεις καθώς και μετρήσεις θερμοκρασίας. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τις παραπάνω μετρήσεις καθώς μεταβάλλεται μια από τις παραμέτρους του συστήματος (είδος και ροή αερίου, πλάτος και συχνότητα τάσης) Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται αξιολόγηση των αποτελεσμάτων και προτείνονται μελλοντικές βελτιώσεις και επεκτάσεις προκειμένου να γίνει το σύστημα πιο λειτουργικό. Η διπλωματική εργασία ολοκληρώνεται με το Παράρτημα στο όποιο δίνονται τα μηχανολογικά σχεδία των αντιδραστήρων. In recent years plasma processing has spurred interest in biomedical and industrial applications, particularly in atmospheric pressure plasma reactors. These reactors unlike vacuum ones are more economical to build and operate. The interest is growing considering the possibility of generating reactive cold plasmas, avoiding the drawbacks of thermal atmospheric plasmas. The goal of this thesis is the implementation and optimization of an atmospheric pressure plasma reactor fed with noble gases and sinusoidal high voltage audio frequencies. The system is driven by a sinusoidal high voltage with variable amplitude (0-11 kV peak- to-peak) and frequency (5-20 kHz) The first chapter presents the general concepts about the structure and operation of reactors of this kind. Emphasis is given to the propagation mechanism of the jet and dielectric barrier discharges. The second chapter is an extensive description of the components manufactured in order to allow the operation of the reactor. Initially, a detailed description of reactors built is given and then the high voltage supply system is presented. Finally, the instrumentation setup is explained regarding the electrical, optical, photographic and temperature measurements. The third chapter presents the results obtained from these measurements as a changing of system parameters (gas type and flow , voltage amplitude and frequency ) In the fourth chapter we reviewed the results and proposed future improvements and extensions in order to make the system more functional. The thesis concludes with the Annex in which the engineering drawings of the reactors are given