حسن مهدیان
-
امروزه به دلیل گسترش دانش ساخت و مصرف بالا، پلیمرها مورد توجه بسیاری قرار گرفته اند. در این میان اغلب پلیمرها مشکل رنگ پذیری داشته و رنگ به خوبی روی سطوح آن ها قرار نمی گیرد. این مشکل ناشی از پایین بودن انرژی سطحی پلیمر بوده و به منظور بهبود چسبندگی رنگ، افزایش توانایی چسبندگی روی سطوح آن پیش از چاپ ضروری می باشد. پلیمر پلی پروپیلن (PP) نیز دارای معایبی در سطح آن می باشد که نیازمند اصلاح برای آبدوست شدن است. به همین منظور در این پژوهش به دنبال بررسی روشی مناسب برای اصلاح سطح این پلیمر می باشیم. یکی از روش های مناسب برای فعالسازی سطح پلیمر که می تواند با کارایی بیشتر نسبت به روش های مرسوم سطح pp را برای رنگ پذیری آماده کند، استفاده از روش تیمار پلاسمای تخلیه سد دی الکتریک سطحی است. زمانی که ماده مورد نظر در محیط پلاسمایی قرار می گیرد، الکترون ها، یون ها، رادیکال های آزاد و سایر ذرات موجود در محیط پلاسما با برخوردهای پی درپی با سطح ماده سبب فعال شدن سطح و آماده شدن آن برای آبدوست شدن و اتصال بهتر مواد رنگی به سطح می شوند که در این پژوهش با استفاده از تیمار پلاسمای سطحی زاویه تماس آب کاهش، انرژی سطح افزایش و در نتیجه سبب آبدوست شدن سطح پلیمر پلی پروپیلن شده است.
کلید واژگان: پلاسمای اتمسفری سرد, تخلیه سد دی الکتریک سطحی, پلی پروپیلن, اصلاح سطحToday, the expansion of manufacturing knowledge and high consumption rates have led to increased attention on polymers. However, many polymers face challenges with colorability, as their surfaces often do not accept color well. This issue arises from the low surface energy of polymers, necessitating improvements in adhesion prior to printing. Polypropylene (PP), in particular, exhibits surface characteristics that require modification to enhance its hydrophilicity. This research aims to identify an effective method for altering the surface properties of this polymer. One promising approach is the use of surface dielectric barrier discharge plasma treatment, which can activate the PP surface more efficiently than conventional methods, making it more conducive to dyeing.When the polymer is exposed to a plasma environment, electrons, ions, free radicals, and other particles collide with the surface, activating it and enhancing its hydrophilic properties. As a result, the surface becomes better suited for bonding with colored materials. In this study, we demonstrate that surface plasma treatment effectively reduces the water contact angle and increases surface energy, transforming the polypropylene polymer into a hydrophilic material.
Keywords: Cold Atmospheric Plasma, Surface Dielectric Barrier Discharge, Polypropylene, Surface Modification -
تولید فرآورده های گازی از طریق فناوری پلاسمای غیرحرارتی روشی نوین برای پالایش نفت سنگین یا پسماندهای نفتی است. در این مطالعه، از پلاسمای جرقه در حباب گاز برای شکستن پیوندهای هیدروکربنی موجود در نفت و تولید محصولات گازی ارزشمند استفاده شد. به طورکلی، هدف این تحقیق توسعه روش کارآمدتر و پایدارتر برای پالایش نفت سنگین یا باقیمانده های ستون تقطیر با استفاده از پلاسمای غیرحرارتی است. در این مطالعه شرح ساخت راکتور طراحی شده در پژوهشگاه پلاسمای دانشگاه خوارزمی، مراحل و مدار ایجاد پلاسمای جرقه، روش جمع آوری گاز و روش سنجش فراورده های گازی بررسی می شود. در راکتور نفت سنگین ریخته شد و از گاز آرگون برای پاک کردن مدار از اکسیژن استفاده شد. بعلاوه در حباب های گاز آرگون که درون مایع نفتی دمیده شدند جرقه های پلاسما ایجاد شد. در مقاله به بررسی نحوه بکار گیری و بهینه سازی استفاده از گاز پرداخته می شود. فرآورده های گازی به دست آمده ای که بیشترین درصد مخلوط گازی را تشکیل می دهند؛ هگزان (13.8درصد)، پنتان (15.7درصد)، 2-متیل بوتان (12.75درصد)هستند.پس از اعمال پلاسما و ذخیره سازی فرآورده گازی، نفت سنگین باقی مانده دچار تغییر حالت محسوس نگشته و همچنان برای مصارف قبل قابل بهره برداری است.
کلید واژگان: هیدروکربن, پلاسما, پلاسمای غیرحرارتی, گازی سازیProduction of gaseous products through non-thermal plasma technology is an innovative method for refining heavy oil or petroleum residues. In this study, plasma sparks were generated in gas bubbles to break the hydrocarbon bonds in oil and produce valuable gaseous products. This research aims to develop a more efficient and sustainable method for refining heavy oil or distillation column residues using non-thermal plasma. This study describes the construction of a reactor designed at the Plasma Research Institute of Kharazmi University, the stages and circuitry for generating plasma sparks, the method of gas collection, and the analysis techniques for gaseous products. Heavy oil was poured into the reactor, and argon gas was used to purge the circuit of oxygen. Additionally, plasma sparks were generated in argon gas bubbles injected into the oil. The paper examines the utilization and optimization of gas usage in the process. The primary gaseous products obtained, forming the highest percentage of the gas mixture, were hexane (13.8%) , pentane (15.7%) , and 2-methylbutane (12.75%). After plasma application and gaseous product storage, the remaining heavy oil exhibited no significant changes in its state and remained suitable for its original uses.
Keywords: Heavy Oil, Gasification, Non-Thermal Plasma -
In this paper, a test particle model is developed to study the electron acceleration in a magnetized plasma-filled waveguide by a twisted electromagnetic wave with variable amplitude and phase along the longitudinal position. With appropriately assigned initial values, the electron total energy gain is obtained using numerical analysis without calculating the dispersion relation. Numerical results show that as long as the twisted electromagnetic waves significantly affect the electron acceleration, during the passage of an electron through the waveguide, one may employ an optimum value of the external magnetic field to obtain the maximum energy gain.
Keywords: Electron acceleration, twisted electromagnetic waves, Magnetized Plasma-Filled Waveguide -
هدف از مطالعه ی حاضر، ارزیابی درصد حذف رنگ تارترازین از محلول آبی با استفاده از فناوری پلاسمای سرد است. بدین منظور، پارامترهای اصلی فرایند حذف رنگ با استفاده از پلاسمای سرد شامل غلظت رنگ (20−4 میلی گرم در لیتر)، p H محلول (2/2-9/4)، ولتاژ منبع تغذیه (11070 ولت)، زمان تصفیه (3010 دقیقه) و فاصله ی الکترود تا سطح محلول رنگی به طور ثابت 8 میلی متر بررسی شده اند. آزمایش ها در حجم 15 میلی لیتر با استفاده از منبع تغذیه ی الکتریکی جریان متناوب (A C) برای تولید پلاسمای سرد انجام شده است. بررسی حذف رنگ نشان داد که حالت بهینه ی آزمایش ها در غلظت اولیه ی 14 میلی گرم در لیتر، ولتاژ 86 ولت، r m{p H=4/1} و زمان تابش پلاسما در 18/7 دقیقه با درصد حذف رنگ \%99/78 رخ داده است که در این حالت بازده انرژی 108/3 میلی گرم در کیلووات ساعت بوده است. نتایج مستخرج شده از مدل سازی حاکی از تاثیر مستقیم زمان ماند و ولتاژ اولیه و تاثیر معکوس p H و غلظت اولیه ی رنگ صنعتی در راندمان حذف بوده است.
کلید واژگان: پلاسمای سرد, بهینه سازی, تارترازین, درصد حذف رنگ, بازده ی انرژیPlasma is a subgroup of advanced oxidation technology (AOP) that has received considerable attention. It is currently being used to degrade persistent pollutants and inactivate organisms in environmental bodies. The objective of the present study is to decolorize tatrtrazine aqueous dye solution using cold atmospheric plasma technology. The main parameters selected for the study were initial dye concentration (4-20 mg/L), pH of the solution (2.2-9), input AC voltage (70-110), treatment time (10-30 minutes), and the electrode distance, which was kept at 8 mm throughout the experiment. The primary parameters investigated through the optimization tool of response surface methodology (RSM) software were color concentration, solution pH (2.2-9.4), power supply voltage (70-110 V), and detention time (10-30 minutes). The experimental reactor had a capacity of 15 ml. The color removal study of the plasma process showed that the optimal condition occurred at an initial concentration of 14 mg/L, voltage of 86 V, pH = 4.1, and plasma irradiation time of 18.7 minutes, resulting in a color removal percentage of 99.78%. According to half-life and efficiency yield calculations, the process was suitable for application in water pollution decontamination, with the lowest half-life achieved at the optimum condition (1.18) and the highest efficiency yield (108.3 mg/Kwh). The results extracted from the quadratic model illustrate the direct effect of retention time and initial voltage and the inverse effect of pH and initial concentration of industrial dye on the removal efficiency. The contact time had the major influence on efficiency via its coefficient in the model equation, while among interactive parameters, pH and contact time had the most interactive influence on the process. The reaction rate could also be described by the first-order kinetic model with an R2 value of over 95%.
Keywords: Cold Plasma, optimization, Tartrazine, Dye removal percentage, Yield energy -
در این مقاله ناپایداری رشته ای برخوردی در یک دستگاه باریکه الکترونی- پلاسمای یونیده ضعیف با در نظر گرفتن اثرات میدان مغناطیسی پلاسمای زمینه، به روش شاره ای مورد بررسی قرار گرفته است. با توصیف تعادل اولیه پیکربندی باریکه گرم- پلاسمای سرد در حضور برخورد ذرات باردار با اتم های خنثی و استفاده از تقریب موضعی، رابطه پاشندگی مد ناپایدار (ناپایداری رشته ای) و نتایج حاصل از اثرات دو عامل پایدار کننده برخورد و میدان مغناطیسی و یک عامل ناپایدارکننده جریان و میزان نقش هر کدام در افزایش و کاهش ناپایداری بررسی شده است. نتایج نشان دهنده یک بردار موج بحرانی و یک آستانه مغناطیسی برای ناپایداری رشته ای در یک دستگاه برخوردی مغناطیده بوده به گونه ای که برای اعداد موج بزرگ تر از این مقدار بحرانی و میدان های مغناطیسی بزرگ تر از این آستانه قطع مغناطیسی، ناپایداری در دستگاه قابل مشاهده نیست. بررسی ها نشان می دهد که مقدار عدد موج بحرانی و آستانه قطع مغناطیسی با افزایش چگالی جریان باریکه الکترونی افزایش می یابد.کلید واژگان: ناپایداری جریانی رشته ای, پلاسمای یونیده ضعیف, میدان مغناطیسی, معادلات شاره ایIn this paper, the collisional filamentation instability of an electron beam-weakly magnetized and ionized plasma has been investigated in the presence of background plasma, using the fluid description. By describing the equilibrium configuration in the presence of binary collision terms between charged and neutral particles and using the local approximation method, the dispersion relation (DR) of instable mode (filamentation instability) has been obtained and the effect of collision and magnetic field driven-destabilization and current-driven stabilization on the growth rate of instability has been studied. The results show the cut-off wave number and the magnetic threshold for the filamentation instability in the collisional magnetized plasma in which the instability will disappear for the larger wave number and larger magnetic fields. Studies show that the value of cut-off wave number and magnetic threshold are raised by increasing the electron beam current density.Keywords: current filamentation instability, wealky ionized plasma, magnetic field, fluid equations, collision
-
در این مقاله ناپایداری های دو جریانی و چند جریانی کوانتومی تحت تاثیر فشار فرمی مورد بررسی قرار گرفتند. رابطه پاشندگی با استفاده از مدل هیدرودینامیکی غیرنسبیتی کوانتومی بدست آورده می شود. نشان داده می شود که برای سرعت های کمتر از سرعت فرمی انرژی آزادی در سیستم وجود نداشته و بنابراین سیستم پلاسمایی پایدار است. از طرفی مشاهده گردیده است که تحت تاثیر فشار فرمی نرخ رشد این ناپایداری ها کاهش یافته ولی مقدار عدد موج قطع افزایش می یابد. نرخ رشد ناپایداری و عدد موج قطع ناپایداری دو جریانی با توجه به متمرکز بودن انرژی نسبت به ناپایداری چند جریانی بیشتر می باشد.
کلید واژگان: ناپایداری دو جریانی, ناپایداری چند جریانی, پلاسمای کوانتومی, فشار فرمیIn this paper, quantum two-stream and multi-stream instabilities have been studied by taking into account the effect of Fermi pressure term. The dispersion relation is calculated by means of a quantum non-relativistic hydrodynamic model. It is shown that there is no any free energy for velocities shorter than Fermi velocity in the system and hence the plasma system is stable in this condition. On the other hand, it has been observed, taking into account the effect of Fermi pressure decreases the maximum growth rate of instabilities but cut-off wave number increases. It is found that the growth rate and cut-off wave number of two-stream instability is larger than multi-stream instability due to Focusing of energy.
Keywords: two-stream instability, multi-stream instability, quantum plasma, Fermi pressure -
تابش تراهرتز همدوس به واسطه حرکت باریکه الکترون نسبیتی خوشه بندی شده، از درون ویگلر پیچشی در حضور میدان مغناطیسی محوری، مورد مطالعه قرار گرفت. باریکه الکترونی نسبیتی پیش از رسیدن به ویگلر، مورد تابش همزمان دو لیزر با اختلاف بسامد از مرتبه تراهرتز قرار می گیرد، برهم کنش باریکه الکترونی با موج زنش حاصل دو تابش لیزر، باریکه الکترونی را خوشه بندی می نماید، که می تواند با گذشتن از درون ویگلر پیچشی در حضور میدان مغناطیسی محوری، تابش تراهرتز همدوس گسیل نماید. مطالعات عددی انجام شده نشان داد که میدان مغناطیسی محوری سبب تقویت میزان تابش ها می شودکلید واژگان: لیزرالکترون آزاد, ویگلر پیچشی, میدان مغناطیسی محوری, باریکه الکترونی خوشه بندی شدهThe generation of coherent Terahertz (THz) radiation is studied which is produced from moving the relativistic electron beam through a helical wiggler with axial magnetic field. The relativistic electron beam is modulated via interacts with the beat wave of two laser beams that have frequency difference in THz range. When the modulated relativistic beam of electrons go through the helical wiggler with axial magnetic field, it radiates coherent THz electromagnetic wave as an antenna. In addition, the numerical study has shown the maximum THz power increases with the increasing axial magnetic field power.Keywords: free electron laser, helical wiggler, axial magnetic field, laser-bunched electron beam
-
The fluid description is employed to investigate the instability of Newtonian viscous shear dusty plasma system in hydrodynamic regime, taking into account both viscosity and collision effects. Describing the equilibrium configuration in the presence of the binary collision terms between dust grains and neutral particles and using the local approximation method, the dispersion relation is obtained by applying the generalized hydrodynamic equation to find the spatial dependence of the initial velocity in equilibrium state. Analyzing the obtained dispersion relation shows that the main factor of free energy source to arise the instability of the system is due to the viscous force. While the collision effect plays a stabilizing role for the system by reducing the growth rate of the instability of the Newtonian strongly coupled dusty plasma system in the hydrodynamic regime.Keywords: Shear dusty plasma: strongly coupled: viscosity: collision: instability
-
استفاده از معادله ی گراد- شفرانف در بررسی شرایط تعادل پلاسمای محصورسازی مغناطیسی کاربرد فراوانی دارد. در توکامک هایی که در رژیم گرمایشی اهمی قرار دارند، می توان معادله ی گراد- شفرانف را برحسب پارامتر عکس نسبت تصویر بسط داد و مرتبه ی اول تابع شار قطبی را به دست آورد. سپس مرتبه ی اول مولفه های قطبی و شعاعی میدان مغناطیسی قطبی نیز به دست می آیند. با استفاده از میدان مغناطیسی قطبی، امکان محاسبه ی پارامتر تعادلی شفرانف به صورت نیمه تحلیلی وجود دارد. در این پژوهش، مرتبه ی اول میدان مغناطیسی قطبی تعیین و با توجه به داده های تجربی شماری از پروب های مغناطیسی قطبی تعبیه شده در توکامک دماوند، پارامتر تعادلی شفرانف محاسبه شده است.کلید واژگان: تعادل پلاسما, معادله ی گراد, شفرانف, توکامک دماوندThe Grad- Shafranov equation plays an important role in the analysis of the plasma equilibrium in magnetic confinement configurations such as tokamak. In tokamaks which are operating in Ohmic heating regime, the Grad- Shafranov equation can be expanded through the inverse aspect ratio parameter. Consequently, the first order of the poloidal flux function and poloidal/radial components of the magnetic field are obtained. It is possible to estimate the Shafranov equilibrium parameter in a semi-analytical approach just by means of one of the magnetic field components. In this study, the Shafranov equilibrium parameter was estimated by means of the poloidal magnetic field experimental data, measured by the Damavand tokamak magnetic probes.Keywords: Plasma equilibrium, Grad-Shafranov equation, Damavand tokamak
-
در این مقاله شتاب الکترون در یک کانال یونی با استفاده از یک موج پلاسمای مغناطیده مطالعه شده است. با استفاده از معادلات لورنتس سه بعدی، دینامیک الکترون مورد بررسی قرار گرفته و برای به دست آوردن مسیر الکترون از یک کد تک ذره سه بعدی نسبیتی استفاده شده است. نتایج محاسبات عددی نشان می دهد الکترون در یک کانال یونی تحت اثر میدان خارجی شتاب می گیرد. همچنین میزان انرژی که الکترون در حضور میدان مغناطیسی خارجی کسب کرده است، با انرژی آن در غیاب میدان مقایسه شده است.
کلید واژگان: برهم کنش لیزر با پلاسما, کانال یونی, موج پلاسماییIn this paper، the acceleration of an electron in the interaction with a plasma wave and a magnetized ion-channel is analyzed. The electron dynamics is studied treated employing complete three-dimensional Lorentz force equations. A relativistic three dimensional single particle code is used to obtain the electron-trajectories. The results of numerical calculation show that the electrons can be accelerated in the magnetized channel. Furthermore، the electron energy gain with axial magnetic field is compared to that without axial magnetic field.Keywords: laser, plasma interaction, ion, channel, plasma wave -
-
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.