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| Titre : | Modélisation des Propriétés Electriques et Cinétique d’une Décharge à Barrières Diélectrique pour Lampe à Kr/Cl2 | | Type de document : | document électronique | | Auteurs : | LARBI DAHO BACHIR Nadjet, Auteur | | Année de publication : | 2013 | | Importance : | 349 p. | | Accompagnement : | CD | | Langues : | Français (fre) | | Catégories : | Physique:Physique des Plasmas
| | Mots-clés : | DBD homogène, molécules KrCl* , étude cinétique, efficacité, forme d’onde d’excitation.
homogeneous DBD, KrCl*
molecules, kinetic study, efficiencies, excitation
waveform | | Résumé : | Le travail présente une étude électrique et chimique d’une décharge à barrières diélectrique homogène dans le mélange gazeux Kr/Cl2, en prenant en considération dans les calculs, l’émission des molécules suivante : KrCl*(B), KrCl*(C), Kr2Cl* et Cl2*. L’étude est basée sur un model d’homogénéité spatial comprenant le modèle chimique du plasma, du circuit électrique et de l’équation de Boltzmann, et l’étude des caractéristique électrique et physique de la décharge à barrières diélectrique à haute pression. Les variations temporelle de la tension de la décharge, de la tension aux bornes des diélectriques, du courant de décharge, du champ électrique et de la concentration des espèces sont calculés et le processus de la cinétique du plasma sont discutés avec l'objectif d'offrir un aperçu de l'efficacité d'optimale. Ainsi, nous avons étudié comment la puissance et la forme d'excitation de l’impulsion, ainsi que d'autres paramètres, influencent l’efficacité d’émission des molécules KrCl* dans les lampes à excimers excité par une décharge à barrières diélectriques. Les résultats obtenues prédisent que dans ces conditions d'exploitation typiques de la DBD, l’efficacité totale de la décharge est impotente (>14%) et elle sera encore plus influencée pour des concentrations élevées du chlore (>1%) à haute pression du gaz (>200 torr). L’efficacité est faiblement influencée par la fréquence, et une comparaison des différentes formes d’ondes d’excitation utilisées : rectangulaire pulsé, sinusoïdale et burst révèlent que les méthodes d’excitations rectangulaire et burst fournissent une performance améliorée de la source de lumière comparé à l’excitation sinusoïdale. Finalement, une bonne compréhension des processus chimiques dans la décharge DBD à excimer à haute pression peut contribuer au développement d'un modèle proche de la réalité basée uniquement sur la description homogène de la DBD pour lampe excimer. Les discussions actuelles seront utiles pour la conception commerciale d’une cellule pour les lampes à Kr/Cl2.
This work presents an electric and kinetic study of homogeneous DBD in Kr/Cl2 gas mixture
with taking into account in the calculations the emission of the following molecules:
KrCl*
(B), KrCl*
(C), Kr2Cl*
and Cl2
. The study, based on a spatially homogenous model
including the plasma chemistry module, the circuit module and the Boltzmann equation
module, investigates the electrical and physical characteristics of high-pressure dielectric
barrier discharges. The temporal variations of discharge voltage, dielectric voltage, discharge
current, electric field and species concentrations are calculated and the plasma kinetic
processes are discussed with the goal of providing insight for optimizing efficiencies. Thus,
we have studied how the excitation pulse power and shape, as well as some other parameters,
affect the efficiency of emission from KrCl*
molecules in the excimer lamps pumped by the
dielectric barrier discharge. The results predict that under these typical operating conditions of
the DBD, the total discharge efficiency is high (>14%) and it will be very affected at high
chlorine (>1%) percentage and high gas pressure (>200 Torr). The efficiency is only weakly
dependent on frequency, and the comparison between the pulsed rectangular, sinusoidal and
burst excitation waveforms reveals that the rectangular and burst excitation method provides
an enhanced light source performance compared to the sinusoidal wave. Finally, a good
comprehension of the chemical processes in high-pressure excimer DBD discharge can
contribute to development of a model close to the reality based only on the homogeneous
description of the DBD for excimer lamp. The present discussions will be helpful for the
design of commercial Kr/Cl2 lamp cells. | | Directeur de thèse : | BELASRI Ahmed |
Modélisation des Propriétés Electriques et Cinétique d’une Décharge à Barrières Diélectrique pour Lampe à Kr/Cl2 [document électronique] / LARBI DAHO BACHIR Nadjet, Auteur . - 2013 . - 349 p. + CD. Langues : Français ( fre) | Catégories : | Physique:Physique des Plasmas
| | Mots-clés : | DBD homogène, molécules KrCl* , étude cinétique, efficacité, forme d’onde d’excitation.
homogeneous DBD, KrCl*
molecules, kinetic study, efficiencies, excitation
waveform | | Résumé : | Le travail présente une étude électrique et chimique d’une décharge à barrières diélectrique homogène dans le mélange gazeux Kr/Cl2, en prenant en considération dans les calculs, l’émission des molécules suivante : KrCl*(B), KrCl*(C), Kr2Cl* et Cl2*. L’étude est basée sur un model d’homogénéité spatial comprenant le modèle chimique du plasma, du circuit électrique et de l’équation de Boltzmann, et l’étude des caractéristique électrique et physique de la décharge à barrières diélectrique à haute pression. Les variations temporelle de la tension de la décharge, de la tension aux bornes des diélectriques, du courant de décharge, du champ électrique et de la concentration des espèces sont calculés et le processus de la cinétique du plasma sont discutés avec l'objectif d'offrir un aperçu de l'efficacité d'optimale. Ainsi, nous avons étudié comment la puissance et la forme d'excitation de l’impulsion, ainsi que d'autres paramètres, influencent l’efficacité d’émission des molécules KrCl* dans les lampes à excimers excité par une décharge à barrières diélectriques. Les résultats obtenues prédisent que dans ces conditions d'exploitation typiques de la DBD, l’efficacité totale de la décharge est impotente (>14%) et elle sera encore plus influencée pour des concentrations élevées du chlore (>1%) à haute pression du gaz (>200 torr). L’efficacité est faiblement influencée par la fréquence, et une comparaison des différentes formes d’ondes d’excitation utilisées : rectangulaire pulsé, sinusoïdale et burst révèlent que les méthodes d’excitations rectangulaire et burst fournissent une performance améliorée de la source de lumière comparé à l’excitation sinusoïdale. Finalement, une bonne compréhension des processus chimiques dans la décharge DBD à excimer à haute pression peut contribuer au développement d'un modèle proche de la réalité basée uniquement sur la description homogène de la DBD pour lampe excimer. Les discussions actuelles seront utiles pour la conception commerciale d’une cellule pour les lampes à Kr/Cl2.
This work presents an electric and kinetic study of homogeneous DBD in Kr/Cl2 gas mixture
with taking into account in the calculations the emission of the following molecules:
KrCl*
(B), KrCl*
(C), Kr2Cl*
and Cl2
. The study, based on a spatially homogenous model
including the plasma chemistry module, the circuit module and the Boltzmann equation
module, investigates the electrical and physical characteristics of high-pressure dielectric
barrier discharges. The temporal variations of discharge voltage, dielectric voltage, discharge
current, electric field and species concentrations are calculated and the plasma kinetic
processes are discussed with the goal of providing insight for optimizing efficiencies. Thus,
we have studied how the excitation pulse power and shape, as well as some other parameters,
affect the efficiency of emission from KrCl*
molecules in the excimer lamps pumped by the
dielectric barrier discharge. The results predict that under these typical operating conditions of
the DBD, the total discharge efficiency is high (>14%) and it will be very affected at high
chlorine (>1%) percentage and high gas pressure (>200 Torr). The efficiency is only weakly
dependent on frequency, and the comparison between the pulsed rectangular, sinusoidal and
burst excitation waveforms reveals that the rectangular and burst excitation method provides
an enhanced light source performance compared to the sinusoidal wave. Finally, a good
comprehension of the chemical processes in high-pressure excimer DBD discharge can
contribute to development of a model close to the reality based only on the homogeneous
description of the DBD for excimer lamp. The present discussions will be helpful for the
design of commercial Kr/Cl2 lamp cells. | | Directeur de thèse : | BELASRI Ahmed |
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Modélisation des Propriétés Electriques et Cinétique d’une Décharge à Barrières Diélectrique pour Lampe à Kr/Cl2 / LARBI DAHO BACHIR Nadjet
