Modélisation de la cinétique chimique d'un plasma d'arc d'hexafluorure de soufre (SF6) en présence d'impuretés
par Egil Borge
Thèse de doctorat en Physique des plasmas froids
Sous la direction de Alain Gleizes.
Soutenue en 1995
à Toulouse 3 .
mots clés-
Résumé
La these a pour but la modelisation de la cinetique chimique du sf#6 dans un arc de disjoncteur en extinction en presence d'impuretes qui peuvent etre de trois sortes: l'eau, le carbone (ou le cf#4) et le cuivre. Ce travail repose sur la resolution d'un systeme d'equations differentielles couplees correspondant aux equations de conservation des differentes especes chimiques, mettant en jeu les diverses voies de creation et de disparition de ces especes par le biais de toutes les reactions chimiques les liant entre elles. Le modele est constitue en tout de 61 especes chimiques reliees entre elles par 230 reactions chimiques. Afin de valider les resultats obtenus par le modele cinetique, nous avons realise une serie d'experiences dont les mesures ont pour but de quantifier les proportions des especes gazeuses contenues dans le milieu, apres le refroidissement de l'arc. Nous avons d'abord calcule les compositions d'equilibre de divers melanges constitues chacun de sf#6 et d'une certaine concentation variable en impuretes. L'etude de ces compositions a permis la connaissance des temps de relaxation des differentes especes, grandeurs qui permettent d'estimer a priori si des ecarts a l'equilibre chimique du milieu apparaissent. Nous avons ensuite calcule les compositions des divers milieux envisages durant l'extinction du plasma. Nous avons pu faire varier la decroissance de la temperature et la pression. Le resultat le plus remarquable obtenu par le code numerique est le comportement des especes sof#2 et so#2f#2 durant l'extinction de l'arc. Les densites de ces deux especes ont une evolution tres differente de celle prevue par la composition d'equilibre. Cette evolution a ete confirmee lors des essais experimentaux. Le sof#2 est majoritaire devant le so#2f#2 en dessous de 1 000 k et se transforme en so#2 a la temperature ambiante de 300 k avec une constante de temps qui depasse le mois. Une espece tres importante est la molecule s#2f#1#0 puisqu'elle est tres toxique. D'apres nos calculs, la production de s#2f#1#0 dans ces dispositifs reste tres faible et l'etude experimentale a montre que la proportion de cette molecule est inferieure au seuil de detection du systeme utilise qui se situe a 1 ppmv
-
Titre traduit
Modelling of the chemical kinetics of a decaying arc plasma in sulphur hexafluoride (sf#6) in presence of impurities
-
Pas de résumé disponible.
