Генераторы низкотемпературной плазмы

Достижение высоких температур возможно разными способами. Наиболее распространённым является горение. Теоретическая температура горения органических веществ в воздухе составляет обычно ~2300 К, а при использовании кислорода в качестве окислителя она может превышать 3000 К. Достижение более высоких температур в этом случае ограничено существенным тепловым эффектом эндотермических реакций диссоциации продуктов горения, которые требуют больших затрат энергии, не обеспечиваемых теплотой сгорания топлива.

Другим способом достижения высоких температур является адиабатическое сжатие газов. При высокой степени сжатия можно осуществить их диссоциацию и ионизацию. Однако этот способ не нашел широкого распространения в плазмохимических процессах, хотя для проведения некоторых реакций он, по-видимому, перспективен.

Условия, обеспечивающие получение низкотемпературной плазмы, могут быть достигнуты также в ударной волне при высоких числах Маха. На практике для этого используют трубу, разделённую мембраной, по разные стороны которой находится газ с существенно различным давлением. Если разрушить мембрану, то в трубе начинает перемещаться ударная волна, позволяющая при высоких начальных перепадах давления достигать значительных температур. Однако и этот способ из-за сложности организации непрерывного процесса не нашёл применения в прикладной плазмохимии.

Основные способы получения стационарной низкотемпературной плазмы основаны на использовании различных электрических разрядов, таких как: тлеющий искровой; импульсный; барьерный; высокочастотный индукционный; высокочастотный емкостной; сверхвысокочастотный; электроискровой в кипящем слое; коронный, факельный, электродуговой; трансформаторный. Все эти перечисленные разряды реализуются в соответствующих плазмотронах, большей частью электродуговых и сверхвысокочастотных (СВЧ).