Jena 2013 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 19: Poster: Theorie und Modellierung

P 19.13: Poster

Donnerstag, 28. Februar 2013, 14:00–16:00, Poster EG

Numerische Simulation des Gasmanagements und der elektrischen Feldverteilung in einem Mikrowellen-Plasmabrenner — •Sandra Gaiser, Jochen Kopecki, Martina Leins, Andreas Schulz, Matthias Walker und Thomas Hirth — Institut für Plasmaforschung, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 31, 70569 Stuttgart

Das Atmosphärendruckplasma eines Mikrowellen-Plasmabrenners soll optimiert und damit die Effizienz der plasmachemischen Prozesse erhöht werden. Dazu werden zunächst die elektrische Feldverteilung und das Gasmanagement in der Plasmabrenner-Geometrie mit Hilfe der numerischen Simulationssoftware COMSOL Multiphysics™modelliert.

Der Brenner besteht aus einem mikrowellentransparenten Rohr, in dem das Plasma betrieben wird. Für ein Zünden des Plasmas sorgt ein koaxialer Resonator, der eine schmalbandige Ankopplung hoher Güte aufweist. Ein breitbandiger zylindrischer Resonator gewährleistet eine optimale Mikrowellenankopplung und somit einen stabilen Plasmabetrieb.

Vorgestellt werden die Feldverteilungen in unterschiedlichen Resonatorgeometrien und deren Ankopplung an das Hohlleitersystem. Um das Zusammenspiel von Zünd- und Brennverhalten zu ermitteln, werden zudem Kombinationen unterschiedlicher Geometrien betrachtet. Eine aus diesen Ergebnissen resultierende optimierte Brenner-Geometrie dient als Grundlage für Simulationen der Gasströmungen. Ziel ist es hierbei, eine hohe Stabilität des Plasmas sowie eine optimale Durchmischung der Gasströmungen zu erreichen.