การศึกษาเชิงตัวเลขของพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตและทางไฟฟ้าสำหรับการฆ่าเชื้อด้วยสนามไฟฟ้าแบบพัลส์

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้วิเคราะห์ สนามไฟฟ้า การไหล และอุณหภูมิ สำหรับการใช้สนามไฟฟ้าแบบพัลส์ในห้องฆ่าเชื้อแบบสนามไฟฟ้าในทิศทางการไหลซึ่งมีฉนวนรูปครึ่งวงรีโดยใช้วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์. วิทยานิพนธ์นี้เปรียบเทียบสนามไฟฟ้าและการไหล ที่ได้จากการแปรผันความยาวของอิเล็กโทรดแรงสูงและความสูงของฉนวน. ห้องฆ่าเชื้อแบบสนามไฟฟ้าในทิศทางการไหลมีสนามไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอสูงบริเวณรอยต่อของฉนวนกับอิเล็กโทรดแรงสูงและฉนวนกับอิเล็กโทรดกราวนด์. สนามไฟฟ้าสม่ำเสมอมากที่สุดเมื่อความยาวของอิเล็กโทรดยาวเป็นสองเท่าของรัศมีและความสูงของฉนวนมีค่าเท่ากับ 0.38, 0.32 และ 0.26 mm เมื่อรัศมีมีขนาด 1.2, 2.5 และ 5 mm ตามลำดับ. การไหลวนในห้องฆ่าเชื้อเกิดขึ้นบริเวณด้านหลังของฉนวน โดยมีขนาดการไหลวนเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มความสูงของฉนวนและเพิ่มความเร็วการไหลของห้องฆ่าเชื้อ. ด้วยศักย์ไฟฟ้า 25 kV รอบการทำงาน 60×10-6 และอุณหภูมิขาเข้า 20 °C ส่งผลให้อุณหภูมิสูงสุดในห้องฆ่าเชื้อเท่ากับ 72 และ 46 °C เมื่อมีการระบายความร้อนแบบปกติและแบบบังคับ ตามลำดับ. ดังนั้น การระบายความร้อนจึงสำคัญต่อการการฆ่าเชื้อแบบพัลส์ในห้องฆ่าเชื้อแบบสนามไฟฟ้าในทิศทางการไหล. นอกจากนี้ วิทยานิพนธ์นี้ได้ศึกษาการลดอุณหภูมิลงโดยการใช้บริเวณฆ่าเชื้อแบบอนุกรม. การอนุกรมบริเวณฆ่าเชื้อ 2 บริเวณ ทำให้อุณหภูมิลดลง 40 % เมื่อเปรียบเทียบกับกรณีของ 1 บริเวณฆ่าเชื้อ.