Bochum 2015 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 26: Plasma Technology III

P 26.5: Vortrag

Donnerstag, 5. März 2015, 15:00–15:15, HZO 50

Numerische Simulation eines Mikrowellen-Plasmabrenners bei Atmosphärendruck — •Sandra Gaiser, Martina Leins, Andreas Schulz, Matthias Walker und Thomas Hirth — Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 31, 70569 Stuttgart

Für Atmosphärendruckplasmen bieten sich eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten, wie z. B. die Schichtabscheidung oder die Reinigung von kritischen Abgasen. Bei der energieeffizienten und ressourcenschonenden Gestaltung dieser Prozesse ist die numerische Modellierung zur Optimierung der eingesetzten Plasmaquellen von großer Bedeutung.

Der in dieser Arbeit vorgestellte Mikrowellen-Plasmabrenner wird mit Hilfe der numerischen Simulationssoftware COMSOL Multiphysics modelliert. Es werden dabei zunächst mehrere Modelle entwickelt, welche die einzelnen physikalischen Vorgänge beschreiben. Dazu gehört die Simulation der kalten Gasströmung und die Optimierung der Gaszuführung. Darauf aufbauend wird das Plasma zunächst vereinfacht als Wärmequelle in das Strömungsmodell implementiert und damit das Verhalten des heißen Gases untersucht. Ein weiteres Modell befasst sich mit der Verteilung des Mikrowellenfeldes in der Resonatorgeometrie des Plasmabrenners. Dabei wird die Auswirkung des Plasmas auf die Feldverteilung betrachtet, wobei mit Hilfe des Drude-Modells die frequenzabhängige Leitfähigkeit und Permittivität berücksichtigt werden.