Trong nghiên cứu này, lò phản ứng quang phổ phát xạ plasma với khí Argon (Ar) được mô phỏng sử dụng mô đun Plasma được tích hợp trong phần mềm Comsol Multiphysics.
ISSN 2354-0575 MƠ PHỎNG LỊ PHẢN ỨNG QUANG PHỔ PHÁT XẠ PLASMA VỚI KHÍ ARGON SỬ DỤNG PHẦN MỀM COMSOL MULTIPHYSICS Phan Thị Tươi1, Phạm Xuân Hiển1, Nguyễn Thị Vân Anh1, Nguyễn Thị Thùy Dương1, Nguyễn Quang Văn2 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Sở cơng thương tỉnh Hưng n Ngày tịa soạn nhận báo: 02/11/2018 Ngày phản biện đánh giá sửa chữa: 26/11/2018 Ngày báo duyệt đăng: 03/12/2018 Tóm tắt: Trong nghiên cứu này, lò phản ứng quang phổ phát xạ plasma với khí Argon (Ar) mơ sử dụng mơ đun Plasma tích hợp phần mềm Comsol Multiphysics Từ khóa: Quang phổ phát xạ Plasma; Comsol Multiphysics; tiết diện va chạm electron Giới thiệu Cơng nghệ plasma ngày phát triển có liên quan đến nhiều lĩnh vực công nghiệp Công nghệ plasma cạnh tranh với nhiều ngành công nghệ khác ứng dụng thực tế Vấn đề lớn cơng nghệ tìm chế độ thích hợp thơng số plas ma tối ưng nhiều cấu hình sẵn có Để làm điều việc sử dụng phần mềm mơ phỏng, chương trình tính tốn có ý nghĩa quan trọng Nó khơng giúp tiết kiệm thời gian, linh hoạt thay đổi điều kiện mơ cịn giúp tiết kiệm tối đa chi phí so với phương pháp thực nghiệm Một phần mềm sử dụng để mô plasma ứng dụng công nghiệp nhận nhiều quan tâm phần mềm Comsol Multiphysics Trong nghiên cứu q trình mơ lị phản ứng quang phổ phát xạ với khí Ar sử dụng mơ đun plasma tích hợp Comsol Multiphysics thực nghiên cứu Một số liệu quan trọng sử dụng để thực việc mô plasma ứng dụng công nghiệp thông tin tiết diện va chạm electron phân tử khí sử dụng Tính đắn thông số mô phụ thuộc lớn vào tính đắn tiết diện va chạm electron Do đó, trước mơ q trình plasma nào, tiết diện va chạm electron chất khí sử dụng phải lựa chọn kiểm chứng tính đắn Đồng thời liệu phải xây dựng theo file liệu chuẩn quy định phần mềm Comsol Multiphysics Dữ liệu tiết diện va chạm electron nguyên tử Ar lấy từ file liệu chuẩn tích hợp thư viện ICP mô đun Plasma phần mềm Tuy nhiên, tiết diện va chạm đàn hồi nguyên tử Ar file liệu thay đổi cách sử dụng giá trị 28 kiểm chứng lưu trữ tài liệu [1, 2] để tăng độ tin cậy kết mô Các bước mơ quang phổ phát xạ plasma với phần mềm Comsol Multiphysics Bước Xây dựng Model Wizard Bước 1.1: Lựa chọn cửa sổ Model Wizard Bước 1.2: Chọn dạng mô (1D, 2D, 3D) Bước 1.3: Chọn chế độ mô quang phổ phát xạ plasma (Inductively Coupled Plasma (ICP)) Bước Chọn Geometry Phần Geometry cho chế độ mô phát xạ plasma xây dựng tùy theo thơng số thiết bị thực bên Tuy nhiên để đơn giản tận dụng mơ hình xây dựng tích hợp sẵn thư viện mô đun Plasma phần mềm Comsol Multiphysics Bước Định nghĩa Trong phần việc định nghĩa hàm biến thực ứng với điều kiện mô Bước Thiết lập cho khối quang phổ phát xạ plasma Bước 4.1: Chèn file liệu tiết diện va chạm electron chất khí sử dụng Dữ liệu tiết diện va chạm electron chất khí sử dụng để tạo plasma xây dựng theo quy tắc chuẩn file Sau file chèn vào mô đun plasma để phục vụ cho q trình mơ Tiếp theo dạng biểu thức phản ứng biểu thức động học nhập vào cho phản ứng Bước 4.2: Thiết lập giá trị mô ban đầu Bước 4.3: Thiết lập thông số mô cho phản ứng bề mặt: phương trình phản ứng; điều kiện; biểu thức động học… Khoa học & Công nghệ - Số 20/Tháng 12 - 2018 Journal of Science and Technology ISSN 2354-0575 Bước 4.4: Thiết lập thông số cho “Wall”, “Ground”, loại hạt, đầu vào, đầu ra, thuộc tính chất lỏng… Bước Lựa chọn vật liệu thiết lập mesh cho vùng tác dụng Bước Thực nghiên cứu Đến bước trình mô sẵn sàng Ta cần nhập chuỗi thời gian tần số cho giá trị dòng điện cảm ứng Sau vào phần “Results” để kiểm tra kết q trình mơ Kết thảo luận Các kết nghiên cứu trình bày Hình 1-3 Đỉnh mật độ electron xuất trung tâm lò phản ứng GEC ICP, phía bên cuộn RF “Nhiệt độ” electron cao phía bên cuộn dây, nơi xảy phần lớn lắng đọng lượng Kết từ Hình cho thấy điện plasma có đỉnh khoảng 26.8 V Hình Mật độ electron lị phản ứng GEC ICP Hình “Nhiệt độ” electron lò phản ứng GEC ICP Khoa học & Công nghệ - Số 20/Tháng 12 - 2018 Journal of Science and Technology 29 ISSN 2354-0575 Hình Điện bên lò phản ứng GEC ICP Kết luận Lò phản ứng quang phổ phát xạ plasma với khí Ar mơ sử dụng mơ đun Plasma tích hợp phần mềm Comsol Multiphysics Bộ tiết diện va chạm electron nguyên tử Ar lựa chọn đáng tin cậy kết mật độ electron, “nhiệt độ” electron điện plasma bên lò phản ứng quang phổ phát xạ plasma có ý nghĩa quan trọng lĩnh vực có liên quan Tài liệu tham khảo [1] Yamabe, Buckman, and Phelps, Measurement of free-free emission from low-energy-electron collisions with Ar Phys Rev, 27, 1983, pp.1345 [2] PHELPS database, http://www.lxcat.laplace.univ-tlse.fr, retrieved June 4, 2013 SIMULATIONS OF ARGON GASEOUS ELECTRONICS CONFERENCE INDUCTIVELY COUPLED PLASMA REACTOR USING COMSOL MULTIPHYSICS Abstract: In this study, a model of reactor inductively coupled plasma using Argon (Ar) has been studied using Comsol Multiphysics’s built-in Plasma Module Keywords: Inductive coupled plasma; Comsol Multiphysics; electron collision cross section 30 Khoa học & Công nghệ - Số 20/Tháng 12 - 2018 Journal of Science and Technology ... 2354-0575 Hình Điện bên lò phản ứng GEC ICP Kết luận Lò phản ứng quang phổ phát xạ plasma với khí Ar mơ sử dụng mơ đun Plasma tích hợp phần mềm Comsol Multiphysics Bộ tiết diện va chạm electron nguyên... nguyên tử Ar lựa chọn đáng tin cậy kết mật độ electron, “nhiệt độ” electron điện plasma bên lò phản ứng quang phổ phát xạ plasma có ý nghĩa quan trọng lĩnh vực có liên quan Tài liệu tham khảo [1] Yamabe,... electron lị phản ứng GEC ICP Hình “Nhiệt độ” electron lò phản ứng GEC ICP Khoa học & Công nghệ - Số 20/Tháng 12 - 2018 Journal of Science and Technology 29 ISSN 2354-0575 Hình Điện bên lò phản ứng GEC