跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.192.79.149) 您好!臺灣時間:2023/06/10 02:53
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:沈志豪
研究生(外文):Chi.Hao.Shen
論文名稱:電感式電漿火炬研究
指導教授:林滄浪柳克強
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:工程與系統科學系
學門:工程學門
學類:核子工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
論文頁數:113
中文關鍵詞:電感式電漿火炬光譜量測廢棄物處理
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:169
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
摘要
由於一大氣壓下的RF電感式電漿火炬具有高溫和高能量密度,比傳統方法更能快速並有效分解處理有害物質,並且因為具備強烈的熱幅射,熱傳效率高於傳統火焰之熱傳效率,同時富含有紫外線,可使氯化物易於分解,以及使用電漿熱分解的反應過程可以在無氧的狀況下進行反應,整個系統中,因為分解反應完全,氧化過程充份混合,並且高溫下滯留時間短,電漿中的電子能量一般有幾個電子伏特,即相當於幾萬度的高溫,因此對於處理有害廢棄物質是最佳的處置方式。利用電感式產生電漿的優點為不需有電極存在電漿腔中,所以較易維護及操作穩定,因此擬研究發展近大氣壓的電感式電漿火炬系統。
在研究中,設計製作了一套近大氣壓使用射頻電源的電感式電漿火炬系統,並進行電漿點燃的測試以及電漿火炬系統的操作及特性研究性,包括比較不同的線圈設計對點燃所需最低功率的影響,以及利用電漿光譜量測決定電子溫度隨位置、功率、氣壓的變化,並利用所設計之高壓脈衝的裝置以幫助點燃電漿。在實驗的結果中,使用高壓脈衝,可以降低點燃電漿所需的的臨界功率,因此可以在工作氣壓較高,不易點燃時,使用高壓脈衝裝置協助點燃電漿。
另外使用感應線圈圈不同圈數與間距,改變輸入功率與操作壓力下,使用光譜量測與計算不同位置之電子溫度分佈,發現 使用電感線圈5圈時,此系統之電漿火炬最高溫一般處在感應線圈之第四與第五圈之間,並且隨著功率增加而有往第五圈位置移動,並且電容效應減小,電感效應增強,火炬的形狀更加明顯。此實驗中,光譜所計算的最高電子溫度範圍在4000K左右,例如在5圈3mm中,80torr、584w與50torr、505w以及 20torr、402w最高區都有4000K左右。
在感應線圈方面,由實驗的結果與計算之結果可知使用的線圈不宜過密,由實驗的結果可看出當線圈過密,Z軸方向的電場會遠大於θ方向電場,電感效應便會減小,因此若希望得到較好之電漿吸收功率,應該視其所使用的系統尺寸而對電感線圈做適當之調整。
目錄
1. 簡介1
2. 電漿火炬的特性3
3. 文獻回顧9
3.1 RF電漿火炬系統9
3.2 電漿火炬之量測與模擬分析14
3.3 電漿化學反應應用25
4. 電漿火炬原理及電漿光譜量測原理30
4.1 影響因素30
4.1.1 冷卻氣體或液體的流速影響30
4.1.2 線圈設計31
4.1.3 rf頻率的影響33
4.1.4 電壓與電流35
4.2 電漿光譜量測方法40
4.2.1 電子溫度40
4.2.2 電子密度47
5. 實驗系統及量測系統48
5.1 RF電漿火炬系統設計48
5.2 實驗操作及電漿光譜量測50
6. 實驗結果與討論54
6.1 使用直流高壓放電幫助點燃電漿54
6.1.1 使用繞5圈間距3mm電感線圈54
6.1.2 使用繞5圈間距1mm電感線圈58
6.2 感應線圈之影響63
6.3 光譜量測電子溫度64
6.3.1 感應線圈之幾何狀與量測位置64
6.3.2 電子溫度之量測66
6.3.3 電漿火炬照片比較92
6.3.4 電漿光譜圖100
6. 結論104
7. 參考文獻105
附錄A 計算電子溫度誤差程式、範例與說明
附錄B Ar光譜譜線能階
附錄C 零件與廠商資料
[1] Takashi Uesugi ,Osamu Nakamura , Toyonobu Yoshida And Kazuo Akashi Received 18 January 1988;Accepted For Publiication 2 Jane (1988)
[2] Analysis Of An RF Induction Plasma Torch With A Permeable Ceramic Wall Javad Mostaghimi,Michel Dostie,Jerzy Jurewicz
[3] Heat Transfer And Flow In A Radio Frequency Plasma Torch-A New Modlling ApproachXI CHEN Received 18 March (1989)
[4] The Effect Of Coil Design On Materials In An Inductively Coupled Plasma Torch Jphe W. Mckellight Nagy Ei-Kaddah Received 2 December (1987); Accepted For Publication 6 June (1988)
[5] Structure Of Inductively Coupled Plasma With Metal Vapor Ionization Tomoyuki Murakami, Yoshihiro Okuno,And Kabashima
[6]Water-Cooled Torch For Inductively Coupled Plasma Emission Spectron Hiroshi Kawaguchi,Tetsumasa Ito,Shue Rubi. And Atsushi Mizuike
[7] Inductively Coupled Argon Plasma Atomic Emission Spectrometry With An Exterally Cooled Torch Peter A.M.Ripeon,Liesbeth B.M.Jansen,And Leo De Galan
[8] Experimental Inveestigation Of Atmospheric Pressure Nonequilibrium Plasma Chemistry Charles H.Kruger,Thomas G.Owano,And Christophe O. Laux
[9] Research Note Effect Of Coil Configuration On Simulation Of An Inductively Coupled Plasma Dischage (Received 17 May 1988,Accept 5 February 1990)
[10]Effect Of Frequency On Local Thermaldynamic Equilibrium Conditions In An Inductively Coupled Argon Plasma At Atmospheric Pressure Javad Mostaghimi And Maher I. Boutos (Received 19 March 1990;Accepted For Publication 18 May 1990)
[11]Infruence Of The Generatior Frequency On The Spectal Characteristic Of Inductively Coupled Plasma B. Capelle,J.M.Hermet,And Robin
[12]The Effect Of Coil Design On Materials Synthesis In An Inductively Coupled Plasma Torch J.Appl.64(6)september1988;
[13]Effect Of Coil Configuration On Simulation Of An Inductively Coupled Plasma Discharge Spectrochimica Acta. Vol.45B,No. 8.pp.951-953,1990 )
[14]Principles Of Plasma Discharges And Materials Processing (Michael A. Lieberman , Allan J. Lichtenberg , Page 394)
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top