|
|
Výpočet standartních termodynamických funkcí jednoduchých sloučenin v podmínkách termálního plazmatu
Živný, Oldřich ; Bartlová, Milada (oponent) ; Křenek, Petr (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Podstatou předkládané práce je poskytnout standardní termodynamické funkce (STF) pro výpočet složení a termodynamických vlastností nízkoteplotního plazmatu a též metoda pro takový výpočet používající získané STF za podmínek neideálního plazmatu. S ohledem na další aplikace v modelování jevů v termálním plazmatu je rozsah tlaků omezen na oblast od 0.01 bar do 100 bar a teploty 298.15-50 kK. Pro získání STF byla navržena metoda partiční funkce vycházející ze statistické mechaniky. Byl podán přehled posledního stavu v dané vědecké oblasti a teoretické základy nezbytné pro vytvoření metody spolu s diskusí problému divergence partiční funkce. Pro výpočet STF dvouatomových molekul byla použita metoda přímé sumace, zatímco pro větší molekuly byl obecně přijat model tuhého rotoru a harmonického oscilátoru. Spektrální data potřebná pro výpočty byla převzata z literatury, případně ve vybraných případech vypočtena ab initio metodami kvantové chemie. Výsledné STF byly začleněny do již existujícího databázového systému a mohou sloužit jako vstupní data pro další termodynamické výpočty. Za účelem výpočtu složení a termodynamických vlastností neideálního homogenního plazmatu byla vypracována obecná metoda. Metoda je založena na minimalizaci celkové Gibbsovy energie pro výpočet za konstantního tlaku, případně Helhmholtzovy energie pro výpočet za konstantního objemu. Výpočetní algoritmus byl implementován do počítačového programu a použit na výpočet složení a termodynamických vlastností produktů disociace a ionizace SF6 s využitím získaných STF.
|
|
|
Enthalpy Probe Diagnostics of Steam/Argon Plasma Jet
Hlína, Michal ; Hrabovský, Milan
DC plasma torch with argon/water stabilization features extreme properties of the exiting plasma jet. The plasma mass flow rate is very low while the temperature reaches very high values. Plasma properties were measured by enthalpy probe connected to a mass spectrometer. The measurements of enthalpy, temperature, density and dynamic pressure were carried out for three different arc currents and at atmospheric pressure. The dependences of plasma characteristics on arc current were shown.
|
|
|
Výpočet standartních termodynamických funkcí jednoduchých sloučenin v podmínkách termálního plazmatu
Živný, Oldřich ; Bartlová, Milada (oponent) ; Křenek, Petr (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Podstatou předkládané práce je poskytnout standardní termodynamické funkce (STF) pro výpočet složení a termodynamických vlastností nízkoteplotního plazmatu a též metoda pro takový výpočet používající získané STF za podmínek neideálního plazmatu. S ohledem na další aplikace v modelování jevů v termálním plazmatu je rozsah tlaků omezen na oblast od 0.01 bar do 100 bar a teploty 298.15-50 kK. Pro získání STF byla navržena metoda partiční funkce vycházející ze statistické mechaniky. Byl podán přehled posledního stavu v dané vědecké oblasti a teoretické základy nezbytné pro vytvoření metody spolu s diskusí problému divergence partiční funkce. Pro výpočet STF dvouatomových molekul byla použita metoda přímé sumace, zatímco pro větší molekuly byl obecně přijat model tuhého rotoru a harmonického oscilátoru. Spektrální data potřebná pro výpočty byla převzata z literatury, případně ve vybraných případech vypočtena ab initio metodami kvantové chemie. Výsledné STF byly začleněny do již existujícího databázového systému a mohou sloužit jako vstupní data pro další termodynamické výpočty. Za účelem výpočtu složení a termodynamických vlastností neideálního homogenního plazmatu byla vypracována obecná metoda. Metoda je založena na minimalizaci celkové Gibbsovy energie pro výpočet za konstantního tlaku, případně Helhmholtzovy energie pro výpočet za konstantního objemu. Výpočetní algoritmus byl implementován do počítačového programu a použit na výpočet složení a termodynamických vlastností produktů disociace a ionizace SF6 s využitím získaných STF.
|
|
|
Electric Probe Diagnostic of Supersonic Thermal Plasma Jet
Hurba, Oleksiy ; Hrabovský, Milan
This paper describes how electric probes can be used as relatively simple and efficient tool for investigation of structure of flow field in thermal plasma jet at the low pressure. A boundary of plasma jet between nozzle of plasma torch and ambient air was investigated by means of array of moving electric probes. Were defined boundaries of the conducting region and their change with pressure change
|
|
|
Thermal plasma gasification of organic waste and biomass
Hrabovský, Milan
The paper presents description of thermal plasma gasification processes. Analysis of energy balances of plasma gasification is presented, kinetics of the gasification process is discussed and relations between particle size, reaction temperature and gasification rate are analyzed. Examples of results of gasification of biomass and pyrolysis oil from used tires are given. Syngas with high heating value, high hydrogen content and low tar contamination is produced by plasma gasification.
|
|
|
Dependence of Thermal Plasma Flow Velocity on Arc Current Determined by Correlation Analysis of Optical Records
Gruber, Jan ; Šonský, Jiří ; Hlína, Jan
Optical radiation of thermal plasma jet was recorded in two parallel cross-sections perpendicular to the jet axis and separated by 3.5 mm. Sufficient sampling rate was a prerequisite to obtain detectable shift between the time-series recorded in closer and farther cross-sections. We have determined time lags between the recorded signals both in the core and boundary regions by correlation analysis and subsequently determined associated velocities of plasma flow. Arc current was gradually increased in respective measurements, gas flow was fixed. Determined flow velocities are in the range 140 m/s - 280 m/s in the jet core and 110 m/s – 220 m/s in the boundary region. This is in agreement with the results obtained for similar plasma torches by other methods in the past. Velocity increases with arc current almost linearly and this dependence and velocity profile in the plasma jet cross-section are presented in this paper.
|
|
|
Prostorové rozložení oscilací v modulovaném proudu plazmatu
Gruber, Jan ; Šonský, Jiří
Modulovali jsme stejnosměrný proud plazmatronu pracujícího ve vertikální konfiguraci. Frekvence modulace se pohybovala of 15 Hz do 7,5 kHz. Výsledné optické vyzařování proudu plazmatu jsme zaznamenávali vysokorychlostní CCD kamerou. Délka záznamu a časové rozlišení byly dostatečné pro aplikaci FFT, což nám poskytlo detailní pohled na oscilace v proudu plazmatu. Identifikovali jsme význačné oscilace a prozkoumali jsme jejich rozložení v rovině proudu plazmatu. V tomto článku ukazujeme vliv modulace proudu na dominantní frekvence oscilací a na jejich prostorové rozložení.
|
|
|
Procesy difuze v H2O-Ar plazmovém hořáku
Křenek, Petr
V hybridním hořáku voda/argon [2] je sloupec oblouku stabilizován sekcí argonovou, po níž následuje sekce stabilizovaná vodním vírem, kde se argonové plazma mísí s parou, vznikající na stabilizující vodní stěně. Na výstupu z trysky se předpokládá rovnovážná směs H2O & Ar. Pro modelování procesů mísení v hořáku je nutno znát složení a difuzní koeficienty směsi vodní pára – argon. V této úvodní studii bylo složení, termodynamické vlastnosti a difuzní koeficienty plazmatu H2O-Ar spočítáno pro oblast teplot 300K až 50 000K a tlaku 0.1 MPa za předpokladu lokální termodynamické rovnováhy. Složení bylo spočítáno pomocí zákonů působících hmot a bilance počtu částic a jejich nábojů. Byly uvažovány tyto složky: e, H, H+, H-, H2, H2+, H3+, O, O+, O2+, O3+, O4+, O5+, O6+, O-, O2, O2+, O2-, O3, OH, OH+, OH-, HO2, HO2-, H2O, H2O+, H2O2, H3O+, Ar, Ar+, Ar2+, Ar3+. Difuzní koeficienty byly spočítány Chapmanovou –Enskogovou metodou ve 4. přiblížení [3].
|
|
|
Zplynování biomasy v termickém plazmatu
Hrabovský, Milan
Je studován proces zplynování biomasy v termickém plazmatu. Energetická bilance zplynování dřeva je analyzována na základě termodynamické analýzy procesů v reaktoru. Kinetika procesu je popsána pomocí řešení rovnic přenosu tepla a Arheniovy rovnice. Experimenty s pyrolýzou biomasy byly provedeny v reaktoru s hybridním plazmatronem s obloukem stabilizovaným plynem a vodou. Byl produkován syngas s vysokým obsahem vodíku a CO.
|
|
| |
host ::
RSS.