Введение
Глава 1. Слаботочный газовый разряд атмосферного давления: условия
инициирования, свойства
1.1. Коронный разряд
1.2. Барьерный разряд
1.3. Условия формирования плазменной струи
Глава 2. Генерация плазменной струи на основе барьерного разряда в
потоке гелия
2.1. Экспериментальная установка для генерирования плазменной
струи на основе барьерного разряда в потоке гелия
2.2. Газодинамические условия формирования плазменной струи….18
2.3. Электрические измерения параметров разряда…
2.4. Методика расчета энергетических характеристик разряда………28
Глава 3. Влияние скорости газового потока на электрические и
энергетические характеристики барьерного разряда при генерировании
гелиевой плазменной струи
3.1. Влияние скорости газового потока на формирование гелиевой
плазменной струи в окружающем воздухе
3.2. Влияние скорости газового потока на электрические и
энергетические характеристики барьерного разряда в потоке гелия
Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение
В настоящее время бурно развивается новая междисциплинарная область науки и техники плазменная медицина [1]. Она основана на использовании струй холодной (т.е. с температурой газа порядка комнатной) газоразрядной плазмы атмосферного давления, которая имеет ряд важных преимуществ перед другими аналогичными способами воздействия на биологические объекты благодаря своей селективности и «мягкому» неразрушающему воздействию. В литературе можно найти большое количество публикаций, которые свидетельствуют об эффективности деструктивного действия плазмы на культуры бактериальных клеток и их биоплёнки, а также о её ранозаживляющих и стимулирующих регенерацию тканей свойствах [2], [3],[4]. Стали появляется статьи, в том числе обзорные, о возможностях применения генераторов плазменных струй в отдельных областях медицины: стоматологии [6], [7] и хирургии [8], дерматологии [9] и др. В этих работах фокус внимания направлен на выявление способов управления результатом её действия на биологические объекты.
Однако, несмотря на то, что ранее уже были выявлены некоторые закономерности в генерировании холодной плазменной струи барьерного разряда в потоках инертных газов, сегодня часто приходится возвращаться к ним, уточнять и систематизировать факторы, определяющие эффект плазменного воздействия на биологический материал. Одним из важных рабочих параметров генератора плазменной струи является скорость газового потока, в котором она формируется. Очевидно, что условия газонапуска отвечают за формирование плазменной струи в окружающем воздухе, но также они могут влиять и на характеристики разряда.
В настоящей работе выполнены эксперименты по проверке гипотезы влияния скорости течения газа на электрические и энергетические параметры барьерного разряда в потоке гелия. Более конкретно, цель работы заключалась в определении влияния скорости газового потока (режима течения газа) на формирование гелиевой плазменной струи в окружающем воздухе и в выявлении закономерностей влияния скорости газового потока на электрические и энергетические характеристики барьерного разряда.
Для этого были решены следующие задачи:
1) анализ данных о влиянии газодинамических условий формирования гелиевой плазменной струи (объёмного расхода газа, скорости газового потока) на её длину и определение условий газонапуска для формирования ламинарного и турбулентного режимов течения газа;
2) постановка и выполнение экспериментов по осциллогрофированию барьерного разряда в ламинарных и турбулентных потоках гелия;5
3) обработка осциллограмм, анализ электрических параметров разряда в зависимости от режима течения газа;
4) расчёт энергетических параметров барьерного разряда и выявление их зависимости от скорости газового потока;
5) анализ полученных данных, выявление закономерностей.
В работе выполнено экспериментальное исследование влияния режима течения газа со скоростями 0,5…30 м/с на генерирование в нём плазменной струи барьерного разряда. Подтверждена гипотеза о влиянии скорости течения газа на электрические и энергетические параметры барьерного разряда в потоке гелия.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что при разработке генераторов плазменных струй на основе барьерного разряда важно учитывать не только параметры системы питания, но и режим газонапуска. Показано, что поток газа влияет на формирование струи и на характеристики разряда, которые, в свою очередь, определяют свойства генерируемой плазмы.
В дальнейшем предполагается выполнить серию экспериментов для подтверждения ряда сделанных здесь предположений. В частности, все эксперименты будут дополнены измерениями степени разогрева разрядной ячейки и газового потока.
Исследования по данному направлению ориентированы на разработку подходов к созданию способов применения генератора плазменной струи для антибактериальной обработки поверхности ран. Эти работы проводят в СПбГУ на медицинском факультете в рамках проекта «Бактерицидный эффект и регенерация кожных ран при воздействии холодной плазмы атмосферного давления» под руководством профессора кафедры физиологии О.В. Рыбальченко.
