Numerical modeling negative corona under the influence of applied voltage variation

Keywords: Negative Corona Discharge, Ozone Density, Negative applied Voltage

In high-voltage gaseous insulation systems, the corona discharge is important because it can lead to drop of the insulating qualities of the gas in addition to the production of harm by-products. The influence of the applied voltage variation on the negative corona characteristics in a coaxial electrode geometry has been investigated based on one-dimensional dynamic model of corona discharge includes one-dimensional continuity equations and Poisson equation. The one-dimensional fluid model of corona discharge is solved by finite difference flux correction method (FD-FCT). The calculations were performed on oxygen gas under the atmospheric pressure using COMSOL multiphysics software. The corona discharge parameters are simulated under different voltage values 4KV, 6KV, 7KV, 8KV and 10KV, respectively. The effect of the applied voltage on the spatial distribution of main charged species and electron as well as the ozone was considered. The results show that as the negative applied voltage on the cathode increased the total current density also increase while the electron density decrease. The ozone density do not much affected by the increasing the applied voltage. 

‫الجهد‬ ‫تغير‬ ‫تأثير‬ ‫تحت‬ ‫السالبة‬ ‫الهالة‬ ‫العددية‬ ‫النمذجة‬ ‫الم‬ ‫سلط‬ ‫الدين‬ ‫صالح‬ ‫هالة‬




  )‬ ‫األیونات‬ ‫الموجبة,‬ ‫, 




  




  




  




  




  




  




  




  ‫كافیا‬ ‫لیس‬ ‫ولكنه‬ ‫یكفي‬ ‫بما‬ ‫عالیة‬ ‫القطب‬ ‫حول‬ ‫الكهربائي‬ ‫المجال‬ ‫شدة‬ ‫تكون‬ ‫عندما‬ ‫العالي‬ ‫الجهد‬ ‫أنظمة‬ ‫في‬ ‫عادة‬ ‫الهالة‬ ‫تحدث‬ [ ‫القریبة‬ ‫الموصالت‬ ‫بین‬ ‫الكهربائي‬ ‫االنهیار‬ ‫لحدوث‬ 3 ‫به‬ ‫المحیط‬ ‫الغاز‬ ‫فإن‬ ، ‫كافیة‬ ‫بدرجة‬ ‫ا‬ ‫مرتفع‬ ‫الكهربائي‬ ‫المجال‬ ‫كان‬ ‫إذا‬ .] ‫أنه‬ ‫على‬ ‫الهالة‬ ‫تفریغ‬ ‫تصنیف‬ ‫یمكن‬ ، ‫المدبب‬ ‫الكهربائي‬ ‫القطب‬ ‫على‬ ‫ال‬ ‫المجال‬ ‫اختالف‬ ‫یعد‬ . ‫رئیس‬ ‫عامال‬ ‫الحرة‬ ‫اإللكترونات‬ ‫طاقة‬ ‫وكذلك‬ ‫الكهربائیة‬ ‫األقطاب‬ ‫بین‬ ‫كهربائي‬ ‫یا‬ ‫یؤدي‬ ‫الهالة.‬ ‫تفریغ‬ ‫بدء‬ ‫في‬ ‫من‬ ‫الكثیر‬ ‫تنتج‬ ‫التي‬ ‫التأین‬ ‫عملیة‬ ‫حدوث‬ ‫إلى‬ ‫عالي‬ ‫مجال‬ ‫ذات‬ ‫منطقة‬ ‫في‬ ‫متعادلة‬ ‫جزیئات‬ ‫أو‬ ‫ذرات‬ ‫مع‬ ‫المعجلة‬ ‫اإللكترونات‬ ‫تصادم‬ ‫إلكترون‬ ‫أزواج‬ -‫ج‬ ‫ألن‬ ‫ا‬ ‫نظر‬ ‫موجب.‬ ‫ایون‬ ‫منطقة‬ ‫تسمى‬ ‫المنطقة‬ ‫هذه‬ ‫فإن‬ ، ‫الكهربائي‬ ‫القطب‬ ‫من‬ ‫بالقرب‬ ‫تحدث‬ ‫التأین‬ ‫عملیات‬ ‫میع‬ ، ‫السالب‬ ‫الكهربائي‬ ‫القطب‬ ‫حالة‬ ‫في‬ ، ‫المثال‬ ‫سبیل‬ ‫على‬ ‫المشحونة.‬ ‫الجسیمات‬ ‫حركة‬ ‫اتجاه‬ ‫في‬ ‫الكهربائي‬ ‫القطب‬ ‫قطبیة‬ ‫ستتحكم‬ ‫التأین.‬ ‫طاقت‬ ، ‫التأین‬ ‫منطقة‬ ‫عن‬ ‫ا‬ ‫بعید‬ ، ‫المنجرفة‬ ‫اإللكترونات‬ ‫تفقد‬ ‫عملیات‬ ‫إجراء‬ ‫على‬ ‫قادرة‬ ‫غیر‬ ‫تصبح‬ ‫حتى‬ ‫المرنة‬ ‫االصطدامات‬ ‫بسبب‬ ‫ها‬ ‫حافة‬ ‫عند‬ ‫سالبة‬ ‫شحنة‬ ‫وتنتج‬ ‫كهربائیا‬ ‫متعادلة‬ ‫بجزیئات‬ ‫البطیئة‬ ‫اإللكترونات‬ ‫هذه‬ ‫ترتبط‬ ، ‫كهروسلبي‬ ‫غاز‬ ‫وجود‬ ‫حالة‬ ‫في‬ ‫التأین.‬ ‫المستمر‬ ‫للتیار‬ ‫السالبة‬ ‫الهالة‬ ‫على‬ ‫الدراسة‬ ‫هذه‬ ‫أجریت‬ ‫الحالة‬ ‫ألنظمة‬ ‫الجوي‬ ‫الضغط‬ ‫تحت‬ ‫محوریان‬ ‫قطبان‬ ‫تحتوي‬ ‫والتي‬ [ ‫البیئیة‬ ‫التطبیقات‬ ‫من‬ ‫الكثیر‬ ‫وله‬ ‫سهل‬ ‫التفریغ‬ ‫من‬ ‫النوع‬ ‫هذا‬ ‫المستقرة.‬ 12 ‫اعتماد‬ ‫تم‬ .] ‫سلك‬ ‫بشكل‬ ‫لألقطاب‬ ‫الهندسي‬ ‫الشكل‬ ‫والذي‬ ‫(المؤرض)‬ ‫االنود‬ ‫ویمثل‬ ‫اسطوانة‬ ‫شكل‬ ‫على‬ ‫ویكون‬ ‫الخارجي‬ ‫القطب‬ ‫أما‬ ‫الكاثود‬ ‫وهو‬ ‫الداخلي‬ ‫القطب‬ ‫یمثل‬ ‫الكاثود‬ ‫قطر‬ ‫نصف‬ . ‫الهالة.‬ ‫بقطب‬ ‫یسمى‬ ‫ما‬ ‫او‬ ‫العالي‬ ‫الجهد‬ ‫علیه‬ ‫المسلط‬ ‫القطب‬ ‫على‬ ‫الفولتیة‬ ‫حسابات‬ ‫حلول‬ ‫تقارب‬ ‫من‬ ‫للتأكد‬ ‫اعتماده‬ ‫تم‬ ‫الشرط‬ ‫الش‬ ‫بتقارب‬ ‫یتأثر‬ ‫الشرط‬ ‫هذا‬ ‫فان‬ ‫وكذلك‬ ‫الخارجیة.‬ ‫المقاومة‬ ‫بسبب‬ ‫الجهد‬ ‫هبوط‬ ‫نتیجة‬ ‫یتغیر‬ ‫رط‬ ‫شحنة‬ ‫كانت‬ ‫إذا‬ ‫ألنه‬ ‫الفضائیة‬ ‫الشحنة‬ ‫مرتفع‬ ‫ا‬ ‫أیض‬ ‫سیكون‬ ‫بها‬ ‫المرتبط‬ ‫الكهربائي‬ ‫التیار‬ ‫فإن‬ ، ‫متقاربة‬ ‫الفضائیة‬ . ‫وبسبب‬ ‫النموذج.‬ ‫في‬ ‫تضمینها‬ ‫یمكن‬ ‫التي‬ ‫والجسیمات‬ ‫التفاعالت‬ ‫من‬ ‫كبیر‬ ‫عدد‬ ‫لوجود‬ ‫ا‬ ‫نظر‬ ‫للنموذج‬ ‫األساسیة‬ ‫البنیة‬ ‫األیونیة‬ ‫واألنواع‬ ‫نحتاجه‬ ‫الذي‬ ‫الكبیر‬ ‫والزمن‬ ‫والمعالج‬ ‫الذاكرة‬ ‫محدودیة‬ ‫النموذج.‬ ‫هذا‬ ‫في‬ ‫استخدامها‬ ‫یمكن‬ ‫التي‬ ‫واألنواع‬ ‫التفاعالت‬ ‫عدد‬ ‫تقیید‬ ‫یتم‬ ‫لذلك‬ ‫غاز‬ ‫في‬ ‫لسالبة‬ ‫الهالة‬ ‫في‬ ‫التفاعالت‬ ‫تصنیف‬ ‫ویمكن‬ ‫مثل‬ ‫عن‬ ‫ینتج‬ ‫تغییر.‬ ‫دون‬ ‫یبقى‬ ‫الحركیة‬ ‫الطاقة‬ ‫وإجمالي‬ ‫المتصادمة‬ ‫الجسیمات‬ ‫بین‬ ‫الزخم‬ ‫توزیع‬ ‫إعادة‬ ‫فیه‬ ‫یتم‬ ‫الذي‬ ‫المرن‬ ‫التصادم‬ ‫النموذج‬ ‫هذا‬ ‫في‬ ‫ایضا‬ ‫لدینا‬ ‫البالزما.‬ ‫عبر‬ ‫االنتشار‬ ‫ازمان‬ ‫زیادة‬ ‫إلى‬ ‫یؤدي‬ ‫هذا‬ ‫ولكن‬ ‫الساقطة‬ ‫الجسیمات‬ ‫مسار‬ ‫تغییر‬ ‫فقط‬ ‫التصادم‬ ‫هذا‬ ‫ارتباط‬ ‫تفاعل‬ ( ‫السالبة‬ ‫األیونات‬ ‫إنتاج‬ ‫یتم‬ ‫هنا‬ ‫اإللكترون‬ ‫لفقدان‬ ‫الرئیسیة‬ ‫العملیة‬ ‫هو‬ ‫اإللكترون‬ ‫ارتباط‬ ‫واحد‬ 


		‫الجهد‬ ‫تأثیر‬ ‫في‬ ‫النظر‬ ‫تم‬ ‫التوالي.‬ ‫على‬	)	6 ‫اإللكترونات‬ ‫بین‬ ‫فولت‬ ‫كیلو‬ , 7 ‫جدول(‬ ‫فولت‬ ‫كیلو‬ -‫الموجب‬ ‫األیون‬ , 8 ‫فولت‬ ‫كیلو‬ 2 ) ‫نموذج‬ ‫تفاعالت‬ ‫السالبة‬ ‫الهالة‬ , 10 ‫فولت‬ ‫كیلو‬	( ‫اعادة‬ ‫معامل‬ 4 ‫فولت‬ ‫كیلو‬ ‫االتحاد‬ ,	‫مختلف‬ 𝛽 𝑒𝑝 ‫عند‬
	‫الم‬ ‫سلط‬ ‫ا‬ ‫أیض‬ ‫الكلي‬ ‫التیار‬ ‫كثافة‬ ‫زادت‬ ، ‫الكاثود‬ ‫على‬ ‫السالب‬ ‫الجهد‬ ‫زاد‬ ‫كلما‬ ‫أنه‬ ‫النتائج‬ ‫أظهرت‬ ‫األوزون.‬ ‫وكذلك‬ ‫واإللكترون‬ ‫المشحونة‬ ‫الرئیسیة‬ ‫لألنواع‬ ‫المكاني‬ ‫التوزیع‬ ‫على‬ ‫حین‬ ‫في‬ ‫الجهد‬ ‫بزیادة‬ ‫ا‬ ‫كثیر‬ ‫األوزون‬ ‫كثافة‬ ‫تتأثر‬ ‫ال‬ ‫اإللكترون.‬ ‫كثافة‬ ‫تنخفض‬ ‫المسلط‬ ‫الم‬ ‫سلط‬ . ‫هو‬ ( mm 0.2 ‫بفجوة‬ ‫األنود‬ ‫عن‬ ‫ویفصلها‬ ) ( ‫مقدارها‬ mm 15 ) . ‫ال‬ ‫القطب‬ ‫تأریض‬ ‫تم‬ ‫و‬ ‫خارجي‬ ‫تطبیق‬ ‫على‬ ‫المستمر‬ ‫الجهد‬ β np ‫السالب‬ ‫االیون‬ ‫بین‬ ‫التركیب‬ ‫اعادة‬ ‫معامل‬ -‫الموجب‬ ‫االیون‬ ‫الشكل(‬ ‫في‬ ‫موضح‬ ‫وكما‬ 1 Ref /s .mol 6 /s) orm 3 Rate (m E(ev) Type Reactions No. ‫لعملیة‬ ‫االنسیابي‬ ‫المخطط‬ ) ‫الكاثود‬ ‫وبوسون‬ ‫االستمراریة‬ ‫معادالت‬ ‫باستخدام‬ ‫المشحونة‬ ‫الجسیمات‬ ‫سلوك‬ ‫المستخدم‬ ‫النموذج‬ ‫یصف‬ ‫التفریغ.‬ ‫عملیة‬ ‫الستمرار‬ ‫و‬ ‫من‬ S e = N e v e -β ep N e N p (α -η) (8) ‫برنامج‬ ‫استخدام‬ ‫تم‬ . ‫المحاكاة‬ COMSOL Multiphysics ‫إصدار(‬ ‫التجاري‬ 3 . 5 .) [18] f (E) 0.00017 Elastic scattering 2 + O e > = 2 + O e R1
	R2 R3	‫الكلمات‬ ‫عالي.‬ ‫لجهد‬ ‫الشعاعي‬ ‫االتجاه‬ ‫في‬ ‫ا‬ ‫ومنتشر‬ ‫ا‬ ‫موحد‬ ‫التفریغ‬ ‫یكون‬ ‫أن‬ ‫المفترض‬ ‫المفتاحية‬ : ‫ا‬ ‫الهالة‬ ‫تفریغ‬ ‫المسلط‬ ‫الجهد‬ ‫االوزون,‬ ‫كثافة‬ ‫لسالبة,‬ ‫السالب‬ . ‫المعروف‬ ‫باستخد‬ ‫المحدودة‬ ‫العناصر‬ ‫طریقة‬ ‫ام‬ ‫یستخدم‬ ‫والذي‬ ‫إلجراء‬ ‫والفیزیائیة‬ ‫الهندسیة‬ ‫التطبیقات‬ ‫من‬ ‫للعدید‬ ‫الحسابات‬ ‫برنامج‬ ‫استخدام‬ ‫تم‬ COMSOL Multiphysics ‫من‬ ‫الهدف‬ ، S p = αN e v e -β ep N e N p -β np N n N p (9) ‫تفاعالت‬ ‫نموذج‬ ‫الهالة‬ ‫تفريغ‬ ‫السالبة‬ ‫في‬ 2 [18] f (E) 3.6 Attachment -+ O O > = 2 + O e O [19] ) c T (300/ 41 -10  2 Attachment 2 -O > = 2 e + O
	‫المقدمة‬ ‫الهالة‬ ‫تفریغ‬ ‫الدراسة‬ ‫هذه‬ ‫الهالة‬ ‫لتفریغ‬ ‫البعد‬ ‫أحادي‬ ‫دینامیكي‬ ‫انواع‬ ‫من‬ ‫نوع‬ ‫هو‬ ‫عند‬ ‫تحدث‬ ‫نسبیا‬ ‫الطاقة‬ ‫منخفضة‬ ‫ذاتیا‬ ‫المستدامة‬ ‫الكهربائیة‬ ‫التفریغات‬ ‫هو‬ ‫دراسة‬ ‫نموذج‬ ‫على‬ ‫بناءا‬ ‫المحوري‬ ‫للقطب‬ ‫الهندسي‬ ‫الشكل‬ ‫في‬ ‫السالبة‬ ‫الهالة‬ ‫خصائص‬ ‫على‬ ‫المسلط‬ ‫الجهد‬ ‫تباین‬ ‫تأثیر‬ ‫أ‬ S n = ηN e v e -β np N n N p (10) ‫تضمین‬ ‫تم‬ ‫وعشرون‬ ‫تسع‬ ‫تفاعال‬ ‫عشر‬ ‫وأحد‬ ‫السلبي‬ ‫الهالة‬ ‫لتفریغ‬ ‫األولي‬ ‫النموذج‬ ‫في‬ ‫ا‬ ‫نوع‬ DC ‫غاز‬ ‫في‬ 2 O [18] f (E) 0.02 Excitation 2 + O e > = 2 e + O ‫التفاعالت‬ ‫هذه‬ ‫تمثل‬ . [18] f (E) 0.193 Excitation 2 + O e > = 2 e + O . [18] f (E) 0.193 Excitation 2 + O e > = 2 + O e ‫والتي‬ ‫الجوي‬ ‫الضغط‬ ‫من‬ ‫بالقرب‬ ‫و‬ 4 R 5 R 6 R ‫تتولد‬ ‫حیث‬ ‫الحرج‬ ‫االبتدائي‬ ‫المجال‬ ‫قیمة‬ ‫السطح‬ ‫مجال‬ ‫یتجاوز‬ ‫عندما‬ ‫تحدث‬ ‫وهي‬ ‫الجهد‬ ‫العالي‬ ‫الكهربائي‬ ‫القطب‬ ‫حول‬ ‫صغیرة‬ ‫منطقة‬ ‫تؤین‬ ‫الهالة‬ ‫الكهربائ‬ ‫المجاالت‬ ‫طریق‬ ‫عن‬ ‫دائما‬ ‫إبر‬ ‫او‬ ‫صغیرة‬ ‫باسالك‬ ‫المرتبطة‬ ‫یة‬ ‫أـ‬ ‫كهربائي‬ ‫قطب‬ ‫على‬ ‫حادة‬ ‫حواف‬ ‫و‬ . ] 1 , ‫العددية‬ ‫النمذجة‬ [18] f (E) 0.38 Excitation 2 + O e > = 2 + O e 7 R ‫واالستمراریة‬ ‫الحاكمة‬ ‫معادالت‬ 2 O ، ‫أساسیة‬ ‫مجموعات‬ ‫ست‬ ‫إلى‬ 20 ‫و‬ ‫اإللكترون‬ ‫تأثیر‬ ‫تفاعالت‬ ‫منها‬ 9 ‫تفاعالت‬ [18] f (E) 0.38 Excitation 2 + O e > = 2 e + O 8 R . [2 ‫واال‬ ‫االنجراف‬ ‫تدفقات‬ ‫من‬ ‫یتكون‬ ‫الهیدرودینامیكي‬ ‫النموذج‬ ‫هو‬ ‫الهالة‬ ‫لتفریغ‬ ‫الفیزیائي‬ ‫النظام‬ ‫نموذج‬ ‫هذا‬ ‫تعریف‬ ‫یمكن‬ ‫نتشار‬ ‫الحسابي‬ ‫للتسلسل‬ ‫ا‬ ‫وفق‬ ‫موزعة‬ ‫المجال)‬ ‫(عناصر‬ ‫بمسافة‬ ‫مفصولة‬ ‫النقاط‬ ‫من‬ ‫عدد‬ ‫إلى‬ ‫البعد‬ ‫أحادي‬ ‫النموذج‬ ‫هذا‬ ‫تقسیم‬ ‫یمكن‬ ‫حرا‬ ‫(درجة‬ ‫اإللكترون‬ ‫طاقة‬ ‫على‬ ‫اإللكترون‬ ‫تأثیر‬ ‫تفاعالت‬ ‫تعتمد‬ ‫عادیة.‬ ‫اإللكترون‬ ‫رة‬ Te ‫التفاعالت‬ ‫في‬ ‫المشاركة‬ ) ‫في‬ ‫موضح‬ ‫وكما‬ [18] f (E) 0.579 Excitation 2 e + O > = 2 e + O 9 R
	‫هذه‬ ‫عند‬ ، ‫المحاكاة‬ ‫لنتائج‬ ‫المطلوبة‬ ‫الدقة‬ ‫على‬ ‫النقاط‬ ‫هذه‬ ‫عدد‬ ‫یعتمد‬ ‫الكهربائیة.‬ ‫ب‬ ‫ا‬ ‫جد‬ ‫عالیة‬ ‫النقطة‬ ‫هذه‬ ‫عند‬ ‫الكهربائي‬ ‫المجال‬ ‫شدة‬ ‫وتصبح‬ ، ‫موصال‬ ‫یصبح‬ ‫النقطة‬ ‫األقطا‬ ‫بین‬ ‫الفجوة‬ ‫یمثل‬ ‫الذي‬ ‫الخط‬ ‫طول‬ ‫على‬ ‫الخاص‬ ( ‫الجدول‬ 1 ) . [18] f (E) 0.772 Excitation 2 e + O > = 2 e + O 10 R ‫التالیة.‬ ‫التوازن‬ ‫معادلة‬ ‫خالل‬ ‫من‬ ‫عام‬ ‫بشكل‬ ‫النموذج‬ ‫عددها‬ ‫بلغ‬ ‫وبالتالي‬ 500 [18] f (E) 0.977 Excitation d 1 a 2 + O e > = 2 e + O 11 R ، ‫ا‬ ‫محلی‬ ‫أدق‬ ‫شبكة‬ ‫إلى‬ ‫فیها‬ ‫حاجة‬ ‫هناك‬ ‫تكون‬ ‫قد‬ ‫التي‬ ‫المناطق‬ ‫في‬ ‫المفضلة‬ ‫للشبكة‬ ‫تحسین‬ ‫هناك‬ ‫عنصر.‬ ‫حول‬ ‫الغاز‬ ‫ویؤین‬ ‫اإللكترون‬ ‫ینجرف‬ ‫لذلك‬ ‫نتیجة‬ ‫نحو‬ ‫وینتشر‬ ‫الكاثود‬ [ ‫األنود‬ 5,4 [ . ∂𝑁 + ∇. Γ = S (1) ‫حوالي‬ ‫العنصر)‬ ‫(نسبة‬ ‫النقاط‬ ‫بین‬ ‫مسافة‬ ‫وأقصر‬ ‫أطول‬ ‫بین‬ ‫النسبة‬ ‫تبلغ‬ ‫حیث‬ 400 ‫استخدام‬ ‫.یتم‬ FEM ( ‫جدول‬ 1 ‫الجسیمات‬ ‫انواع‬ ) [18] f (E) 0.977 Disexcitation 2 e + O > = a1d 2 O + e 12 R ‫والتي‬ ‫بوسون‬ ‫معادلة‬ ‫لحل‬ ∂t ‫وم‬ ‫الكهربائي‬ ‫المجال‬ ‫مقدار‬ ‫حساب‬ ‫من‬ ‫بواسطتها‬ ‫نتمكن‬ ‫وفقا‬ ‫المشحونة‬ ‫الجسیمات‬ ‫كثافة‬ ‫نحسب‬ ‫االستمراریة‬ ‫معادلة‬ ‫وبواسطة‬ ‫ثم‬ ‫ن‬ [18] f (E) 1.627 Excitation s 1 b 2 + O e > = 2 + O e 13 R
	‫من‬ ‫العدید‬ ‫على‬ ‫تعتمد‬ ‫والتي‬ ‫االبتدائي‬ ‫الجهد‬ ‫یسمى‬ ‫بجهد‬ ‫الهالة‬ ‫عملیة‬ ‫تبدأ‬ ‫حیث‬ N ‫و‬ Γ ‫و‬ S ‫جزأین‬ ‫التدفق‬ ‫یشمل‬ ‫أن‬ ‫یمكن‬ ‫التوالي.‬ ‫على‬ ‫اإللكترونات‬ ‫تولید‬ ‫مصدر‬ ‫و‬ ‫والتدفق‬ ‫المشحونة‬ ‫األنواع‬ ‫كثافة‬ ‫هي‬ ‫العوامل‬ ‫وضغط‬ ‫الكهربائي‬ ‫القطب‬ ‫وشكل‬ ‫القطبیة‬ ‫مثل‬ ( ‫للمعادالت‬ 8 ( ,) 9 ( , ) 10 ) [18] f (E) 1.627 Excitation 2 O e + > = b1s 2 O + e 14 R
	15 R 16 R	FCT 45 2 + O ( Flux Corrected Transport e > = 2 + O e 2 O e + > = 45 2 O + e	‫و‬	‫للهالة.‬ ‫االبتدائي‬ ‫الجهد‬ ‫من‬ ‫أعلى‬ ‫جهد‬ ‫عند‬ ‫االنهیار‬ ‫یحدث‬ ‫أن‬ ‫یمكن‬ ‫الغاز.‬ ‫وهما‬ ‫واالنتشار[‬ ‫االنجراف‬ 13 .] ‫بین‬ ‫الجمع‬ ‫ثبت‬ FEM ( Finite Element Method ) ‫المحدودة‬ ‫العناصر‬ ‫طریقة‬ [18] f (E) 4.5 Excitation [18] f (E) 4.5 Disexcitation
	‫اعتما‬ (2) ‫المسلط‬ ‫المجال‬ ‫مع‬ ‫ویتناسب‬ ‫االنجراف‬ ‫األول‬ ‫الحد‬ ‫یمثل‬ ‫د‬ ‫ا‬ ‫عل‬ ‫المسلط‬ ‫الكهربائي‬ ‫الجهد‬ ‫قطبیة‬ ‫ى‬ Γ = µ E N -D ∇N E ‫المشحونة‬ ‫األنواع‬ ‫وحركیة‬ ‫الشحنة‬ ‫ومجال‬ ‫المسلط‬ ‫الكهربائي‬ ‫المجال‬ ‫تأثیري‬ ‫ن‬ µ ‫الثاني‬ ‫الحد‬ ‫یمثل‬ ‫بینما‬ ‫االنتشار‬ ‫ویعتمد‬ ‫االنتشار‬ ‫ومعامل‬ ‫األنواع‬ ‫كثافة‬ ‫تدرج‬ ‫على‬ D ‫النحو‬ ‫على‬ ‫والسالبة‬ ‫الموجبة‬ ‫لألیونات‬ ‫االنتشار‬ ‫معامل‬ ‫عن‬ ‫التعبیر‬ ‫ویمكن‬ . ‫التالي.‬ ‫حیث‬ 𝑇 𝑖 ، ‫األیون‬ ‫حرارة‬ ‫درجة‬ ‫هي‬ µ ، ‫الحركیة‬ ‫هي‬ B k ‫و‬ ‫بولتزمان‬ ‫ثابت‬ ‫هو‬ q ‫الشح‬ ‫هي‬ ‫األساسیة‬ ‫نة‬ ‫مخرجات‬ ‫وصف‬ ‫یمكن‬ . ‫المصدر‬ ‫بمصطلح‬ ‫النموذج‬ ‫هذا‬ ‫في‬ ‫تحدث‬ ‫التي‬ ‫بأكملها‬ ‫التفاعل‬ S ‫التأین‬ ‫إلى‬ ‫یؤدي‬ ‫أن‬ ‫یمكن‬ ‫والذي‬ ‫وااللتصاق‬ ‫األیونات.‬ ‫تكوین‬ ‫وإعادة‬ 7 (, ) 8 ( ) 9 ( ,) 10 ‫انهاء‬ ‫معیار‬ ‫وان‬ ‫معینة‬ ‫زمنیة‬ ‫فترة‬ ‫ولكل‬ ‫متكرر‬ ‫بشكل‬ ) ‫في‬ ‫التغییر‬ ‫مقدار‬ ‫ان‬ ‫هو‬ ‫التكراریة‬ ‫الحلقة‬ ‫هذه‬ ‫تیار‬ ‫من‬ ‫أقل‬ ‫یكون‬ ‫االنجراف‬ 1 δ ‫في‬ ‫موضح‬ ‫هو‬ ‫كما‬ ( ‫معادلة‬ 11 .) [18] f (E) 6.1 Excitation O + + O e > = 2 + O e 17 R [18] f (E) 8.4 Excitation S 1 O + + O e > = 2 + O e 18 R [18] f (E) 9.97 Excitation S 1 O + + O e > = 2 + O e 19 R ‫سالبا‬ ‫او‬ ‫موجبا‬ ‫بی‬ ‫الجمع‬ ‫خالل‬ ‫من‬ ‫السالب‬ ‫القطب‬ ‫عن‬ ‫ا‬ ‫بعید‬ ‫السالبة‬ ‫األیونات‬ ‫تنجرف‬ ‫التأین.‬ ‫منطقة‬ 3) ) 𝐷 = µ𝑘 𝐵 𝑇 𝑖 /𝑞 𝐼 𝑘+1 -1 𝐼 𝑖𝑘+1 ≤ δ1 (11) [18] f (E) Ionization O 2 + + 2e > =
		‫االتجاه‬ ‫في‬ ‫الموجبة‬ ‫األیونات‬ ‫تتحرك‬ ، ‫نفسه‬ ‫الوقت‬ ‫وفي‬ ‫المؤرض.‬ ‫القطب‬ ‫اتجاه‬ ‫طول‬ ‫على‬ ‫وتنتقل‬ ‫الموضعي)‬ ‫(المجال‬ ‫الفضائیة‬ ‫ووف‬ ‫الموجبة.‬ ‫األیونات‬ ‫تقطعها‬ ‫التي‬ ‫بالمسافة‬ ‫مقارنة‬ ‫طویلة‬ ‫السالبة‬ ‫األیونات‬ ‫رحلة‬ ‫الكاثود.‬ ‫نحو‬ ‫المعاكس‬ ‫السالبة‬ ‫(األیونات‬ ‫المشحونة‬ ‫الجسیمات‬ ‫استمراریة‬ ‫معادالت‬ ‫وصف‬ ‫یتم‬ ‫الموجبة‬ ‫واألیونات‬ ‫أسطوانیة‬ ‫إحداثیات‬ ‫في‬ ‫واإللكترونات)‬ ‫الفجوة‬ ‫تقسیم‬ ‫یمكن‬ ، ‫لهذا‬ ‫ا‬ ‫ق‬ [ ‫واالنجراف‬ ‫التأین‬ ‫تسمى‬ ‫أساسیتین‬ ‫منطقتین‬ ‫إلى‬ ‫الكهربائیة‬ ‫األقطاب‬ ‫بین‬ 6 ‫التأین‬ ‫طریق‬ ‫عن‬ ‫الهواء‬ ‫لتنظیف‬ ‫الهالة‬ ‫تفریغ‬ ‫یستخدم‬ .] ] 14 -17 [ .
		‫الكهروستاتیكیة‬ ‫المرسبات‬ ‫مثل‬ ‫الصناعیة‬ ‫التطبیقات‬ ‫من‬ ‫العدید‬ ‫في‬ ‫وكذلك‬ ‫المیكروبات‬ ‫وقتل‬ ‫العادم‬ ‫غاز‬ ‫ومعالجة‬ ‫و‬ ‫النفاثة‬ ‫والطابعات‬ ‫الموصالت‬ ‫إ‬ ‫الموصالت‬ ‫وإتالف‬ ‫الطاقة‬ ‫فقدان‬ ‫في‬ ‫الكهربائیة،‬ ‫الطاقة‬ ‫نقل‬ ‫خطوط‬ ‫في‬ ‫یتسبب‬ ‫بینما‬ ‫االوزون.‬ ‫نتاج‬ ] 7 [ ‫اشباه‬ ‫وصناعة‬ ∂N e ∂t + 1 r ∂ ∂r (rN e V e ) -D e 1 r ∂ ∂r (r ∂N e ∂r ) = (α -η)N e V e -β ep N e N p (4)
		[ ‫االتصال‬ ‫إشارات‬ ‫مع‬ ‫تتداخل‬ ‫التي‬ ‫الالسلكي‬ ‫التردد‬ ‫ضوضاء‬ ‫في‬ ‫والتسبب‬ ‫والعوازل‬ 8 ‫ه‬ ‫الهالة‬ ‫الكهربائیة‬ ‫الطاقة‬ ‫هذه‬ ‫ضیاع‬ ‫من‬ ‫والتقلیل‬ ‫العالي‬ ‫الجهد‬ ‫محطات‬ ‫من‬ ‫المنقولة‬ ‫الكهربائیة‬ ‫الطاقة‬ ‫في‬ ‫الحاصلة‬ ‫الخسارة‬ ‫دراسة‬ ‫و‬ ‫تفریغ‬ ‫دراسة‬ ‫اسباب‬ ‫اهم‬ ‫احد‬ ‫من‬ ‫فإن‬ ‫لذلك‬ .] 𝛛𝐍 𝐩 𝛛𝐭 + 𝟏 𝐫 𝛛 𝛛𝐫 (𝐫𝐍 𝐩 𝐕 𝐩 ) = 𝛂𝐍 𝐞 𝐕 𝐞 -𝛃 𝐞𝐩 𝐍 𝐞 𝐍 𝐩 -𝛃 𝐧𝐩 𝐍 𝐧 𝐍 𝐩 (5)
		1 ‫درس‬ ‫إذ‬ ، ‫المثال‬ ‫سبیل‬ ‫على‬ ‫المعلومات‬ ‫هذه‬ ‫لتحدید‬ ‫الماضي‬ ‫في‬ ‫العددیة‬ ‫الدراسات‬ * ‫قيس‬ ، ‫الجواري‬ 2 ‫سلك‬ ‫للقطب‬ ‫الهندسي‬ ‫الشكل‬ ‫ذات‬ ‫الهالة‬ ‫تفریغ‬ ‫في‬ ‫المتولدة‬ ‫الجسیمات‬ ‫ألنواع‬ ‫المكاني‬ ‫التوزیع‬ ‫حساب‬ ‫طریق‬ ‫عن‬ ‫األوزون‬ ‫تولید‬ . ‫من‬ ‫العدید‬ ‫إجراء‬ ‫تم‬ Pontiga et al. ] 9 [ ‫األ‬ ‫في‬ ‫اسطوانة‬ ‫و‬ ‫البالزما.‬ ‫لنماذج‬ ‫المختلفة‬ ‫الكیمیائیة‬ ‫التفاعالت‬ ‫باستخدام‬ ‫النقي‬ ‫كسجین‬ ‫تناو‬ ‫كما‬ ‫ل‬ . [ 10 ] Chen et al. ‫خالل‬ ‫من‬ . -‫الموجب‬ ‫الهالة‬ ‫تفریغ‬ ‫في‬ ‫األوزون‬ ‫لتولید‬ ‫عددیا‬ ‫نموذجا‬ ‫دراسته‬ DC ‫تفریغ‬ ‫في‬ ‫الفیزیائیة‬ ‫العملیات‬ ‫بین‬ ‫جمعت‬ ‫الجاف‬ ‫الهواء‬ ‫في‬ ∂N n ∂t + 1 r ∂ (rN n V n ) = ηN e V e -β np N n N p (6) -O ‫أثناء‬ ‫فعال‬ ‫بشكل‬ ) ∂r ‫یؤ‬ ‫منطقة‬ ‫في‬ ‫االنهیار‬ E/N ‫العالیة‬ ‫في‬ ‫موضح‬ ‫وكما‬ ‫عتبة‬ ‫طاقة‬ ‫یمتلك‬ ‫حیث‬ ‫للتأین‬ ‫واحد‬ ‫تفاعل‬ ‫على‬ ‫أیضا‬ ‫النموذج‬ ‫هذا‬ ‫یشمل‬ ‫كما‬ ‫بوسون‬ ‫معادلة‬ ‫بحل‬ ‫حسابه‬ ‫ویمكن‬ ‫الكهربائیة‬ ‫األقطاب‬ ‫بین‬ ‫الفضائیة‬ ‫الشحنات‬ ‫تجمع‬ ‫على‬ ‫الالبالسي‬ ‫الكهربائي‬ ‫المجال‬ ‫توزیع‬ ‫ثر‬ 1 r ∂ ∂r (rE) = -‫الجدول‬ ) 2 ) ‫السالب‬ ‫االوكسجین‬ ‫وأیون‬ ‫المتعادلة‬ ‫والجزیئات‬ ‫الذرات‬ ‫بین‬ ‫تعادلي‬ ‫تركیب‬ ‫اعادة‬ ‫تفاعالت‬ ‫خمس‬ ‫على‬ ‫النموذج‬ ‫.یشمل‬ e(N p -N e -N n ) ε ο (7) ‫االتحاد‬ ‫إلعادة‬ ‫واحدا‬ ‫تفاعال‬ ‫أیضا‬ ‫النموذج‬ ‫.ویضم‬ ‫السالبة‬ ‫األیونات‬ ‫هذه‬ ‫عدد‬ ‫من‬ ‫التقلیل‬ ‫على‬ ‫التفاعالت‬ ‫هذه‬ ‫تعمل‬ ‫حیث‬
		‫بشكل‬ ‫والمتعادلة‬ ‫المشحونة‬ ‫الجسیمات‬ ‫كثافة‬ ‫إلیجاد‬ ‫االستمراریة‬ ‫معادلة‬ ‫حل‬ ‫ثم‬ ‫األوزون،‬ ‫لتكوین‬ ‫ة‬ ‫والسالبة‬ ‫الموجبة‬ ‫واألیونات‬ ‫اإللكترونات‬ ‫من‬ ‫كل‬ ‫كثافة‬ ‫التوالي‬ ‫على‬ ‫من‬ ‫كل‬ ‫وأن‬ ( e v ‫و‬ p v ‫و‬ n v ‫هي‬ )	‫الكیمیائی‬ ‫التفاعالت‬ ‫مع‬ ‫الهالة‬ ‫حیث‬ e N ‫و‬ p N ‫و‬ n N
		‫من‬ ‫كل‬ ‫قدم‬ ‫كما‬ . ‫منفصل‬ ‫الموجبة‬ ‫واألیونات‬ ‫اإللكترونات‬ ‫انجراف‬ ‫سرعة‬ and Atten. Adamiak ‫واأل‬ ‫یونات‬ ] 11 . [ ‫أن‬ ‫حین‬ ‫في‬ ‫التوالي.‬ ‫على‬ ‫السالبة‬ ‫نقطة‬ ‫الهندسي‬ ‫الشكل‬ ‫ذات‬ ‫الموجبة‬ ‫الهالة‬ ‫تفریغ‬ ‫في‬ ‫عددیا‬ ‫نموذجا‬ α ‫و‬ η ‫و‬ e D ‫و‬ o ε ‫معامالت‬ ‫إلى‬ ‫تشیر‬ -
		‫مصدر‬ ‫حساب‬ ‫یمكن‬ ، ‫لذلك‬	‫وكثافة‬ ‫الكهربائي‬ ‫المجال‬ ‫حساب‬ ‫تم‬ ‫إذ‬ ‫مستوي،‬ ‫ال‬ ‫وإعادة‬ ، ‫والتعلق‬ ، ‫التأین‬ ‫وا‬ ، ‫اإللكترون‬ ‫انتشار‬ ‫ومعامالت‬ ، ‫تركیب‬ ‫خالل‬ ‫من‬ ‫الشحنة‬ ‫االستمراریة‬ ‫ومعادالت‬ ‫بوسون‬ ‫معادلة‬ ‫التوالي.‬ ‫على‬ ‫الكهربائیة‬ ‫لسماحیة‬
		‫السالبة‬ ‫واألیونات‬ ( ‫الشكل‬ 1 ‫االنسیا‬ ‫المخطط‬ ) n S ‫على‬ ‫عنها‬ ‫التعبیر‬ ‫ویتم‬ ‫أعاله‬ ‫المذكورة‬ ‫االستمراریة‬ ‫معادالت‬ ‫من‬ ‫ب‬ ‫المحاكاة‬ ‫لعملیة‬ ‫ي‬	S	p	‫الموجبة‬ ‫واألیونات‬	S	e	‫اإللكترونات‬ ‫تولید‬ ‫التالي‬ ‫النحو‬

. )‫شحنة‬ ‫كثافة‬ ‫افتراض‬ ‫یتم‬ ‫حیث‬ ، ‫التقنیة‬ ‫هذه‬ ‫في‬ ‫مجدیة.‬ ‫طریقة‬ ‫أنها‬ ‫في‬ ‫االقطاب‬ ‫بین‬ ‫الفجوة‬ ‫في‬ ‫حرة)‬ ‫(الكترونات‬ ‫اولیة‬ ‫فضائیة‬ 2 O ( ‫المعادالت‬ ‫حل‬ ‫یتم‬ ‫ثم‬ ‫ومن‬ ‫النموذجي‬ ‫الـتـأین‬ ‫تعید‬ ‫والتي‬ ‫وهذا‬ ‫مشحونین‬ ‫سالبین‬ ‫ونوعین‬ ‫مشحونا‬ ‫واحدا‬ ‫موجبا‬ ‫ونوعا‬ ، ‫متعادلة‬ ‫أنواع‬ ‫وثمانیة‬ ، ‫التفاعالت‬ ‫جمیع‬ ‫في‬ ‫ا‬ ‫نوع‬ ‫عشر‬ ‫أحد‬ ‫تضمین‬ ‫تم‬ ( ‫الجدول‬ ‫في‬ ‫مدرجة‬ ‫وكلها‬ 2 . 2 ) ‫الجدول‬ ‫في‬ ‫التفاعالت‬ ‫هذه‬ ‫تفاصیل‬ ‫عرض‬ ‫یتم‬ ‫تهیج.‬ ‫تفاعل‬ ‫عشر‬ ‫وثالثة‬ ٍ ‫واحد‬ ٍ ‫مرن‬ ‫تصادمٍ‬ ‫على‬ ‫النموذج‬ ‫هذا‬ ‫یشمل‬ 3.2) ) ‫یتم‬ [ ‫الكتلة‬ ‫توازن‬ ‫معادالت‬ ‫في‬ ‫االعتبار‬ ‫في‬ ‫أخذها‬ ‫یتم‬ ‫وال‬ ، ‫القوة‬ ‫توازن‬ ‫معادلة‬ ‫في‬ ‫فقط‬ ‫اإلثارة‬ ‫وتفاعالت‬ ‫المرن‬ ‫التصادم‬ ‫استخدام‬ 2014 Pateau et al , .] 
Acknowledgments

Special thankfulness and gratefulness go to the University of Mosul and the College of Education for Pure Science for their cooperation to carry out this research and also to give me great support and opportunity to study Master in Physics.

‫المصادر‬



‫من‬ ‫ینمو‬ ‫التیار‬ ‫أن‬ ‫حیث‬ ‫قیمته.‬ ‫في‬ ‫ملحوظ‬ ‫تغیر‬ ‫مع‬ ‫سلوكه‬ ‫على‬ ‫محافظا‬ ‫یبقى‬
Numerical modeling negative corona under the influence of applied voltage variation