Πειραματική μελέτη ηλεκτρικών, οπτικών και ρευστο-μηχανικών φαινομένων ηλεκτρικής εκκένωσης διηλεκτρικού φράγματος σε ελεγκτές ροϊκού πεδίου

• Κύριος συγγραφέας: Παπαδήμας, Βίκτορας
• Άλλοι συγγραφείς: Papadimas, Viktoras
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Ψυχρό πλάσμα ατμοσφαιρικής πίεσης; Εκκενώσεις διηλεκτρικού φράγματος; Ελεγκτές ροϊκού πεδίου; Φασματοσκοπία οπτικής εκπομπής; Υψηλή τάση; Plasma actuator; Optical emission spectroscopy; Pitot tube; High voltage

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται το ψυχρό πλάσμα ατμοσφαιρικής πίεσης και πιο συγκεκριμένα η εν δυνάμει εφαρμογή των εκκενώσεων διηλεκτρικού φράγματος για έλεγχο της ροής. Για το σκοπό αυτό κατασκευάστηκε μια διάταξη παραγωγής πλάσματος ελέγχου ροής. Τέτοιες διατάξεις συναντώνται στη βιβλιογραφία με τον όρο “plasma actuators”. Η επιλογή των υλικών για την κατασκευή της διάταξης έγινε με κριτήριο την ευκαμψία, ώστε η προσαρμογή αυτής σε αεροδυναμικές επιφάνειες να είναι εφικτή. Ως διηλεκτρικό φράγμα χρησιμοποιήθηκαν φύλλα Kapton^®, ενώ για τα ηλεκτρόδια επιλέχθηκε αγώγιμο μελάνι αργύρου, που δίνει τη δυνατότητα σχεδιασμού ηλεκτροδίων κάθε επιθυμητού σχήματος. Το πλάσμα συντηρείται μέσω υψηλής ημιτονοειδούς τάσης, συχνότητας 10 kHz και υποβάλλεται σε ηλεκτρικό και οπτικό χαρακτηρισμό. Συγκεκριμένα, υπολογίζεται η μέση καταναλισκόμενη ισχύς για δύο διαφορετικά επίπεδα τάσης και καταγράφεται το φάσμα οπτικής εκπομπής στην περιοχή του υπεριώδους – κοντινού υπέρυθρου. Η υψηλής ανάλυσης φασματοσκοπία οπτικής εκπομπής παρέχει τη δυνατότητα καταγραφής των περιστροφικών κατανομών των διεγερμένων στοιχείων του πλάσματος μέσω των οποίων εκτιμάται η θερμοκρασία του αερίου. Το επαγόμενο από το πλάσμα ροϊκό πεδίο μελετάται χωροχρονικά με τη χρήση ενός σωλήνα τύπου Pitot και με την τεχνική της απεικόνισης schlieren. Τέλος, συμβατικές φωτογραφίες καθώς και φωτογραφίες από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο παρουσιάζουν την υποβάθμιση που υφίσταται το διηλεκτρικό και τη διάβρωση των ηλεκτροδίων, ύστερα από την πολύωρη λειτουργία της διάταξης.