Knowledge of thermodynamic properties as well as parameters such as energy density and power flow？isimportant for modeling thermal plasmas of fluoroalkylamine-air mixtures. In this paper, these thermodynamic properties of fluoroalkylamine-air mixture plasmas are calculated in a temperature range of 500 K to 20,000 K at atmospheric pressure and local thermodynamic equilibrium (LTE). The Gibbs free energy minimization method is used to determine the chemical equilibrium compositions of the plasmas that are needed to calculate the thermodynamic properties. These thermodynamic properties are then used to calculate the energy density and power flow of these plasmas. The variation of the energy density is related to the variations of the density？and mass enthalpy. We notice that, this energy density increases with the percentage？of air in the mixture for temperatures higher than 7000 K. The power flow, which depends？also on density, enthalpy mass and sound speed, increases with the percentage of air in the same temperature range. Energy density and power flow results show that increasing air percentage in the mixture can be？more interesting for damaging gaseous chemical species such as CF2, CO, HCN, and HF appearing at low temperatures with high concentrations.
References
[1]
Wang, J., Zheng, P. and Cui, H. (2020) Plasma Gasification Melting/Waste Treatment System. Advances in New and Renewable Energy, 8, 391-395.
https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2020.05.007
[2]
Cressault, Y., Teulet, P., Baumann, X., Vanhulle, G., Reichert, F., Petchanka, A. and Kabbaj, N. (2019) State of Art and Challenges for the Calculation of Radiative and Transport Properties of Thermal Plasmas in HVCB. Plasma Physics and Technology, 6, 208-216. https://doi.org/10.14311/ppt.2019.2.208
[3]
Zhong, L., Wang, X., Cressault, Y., Teulet, P. and Rong, M. (2016) Influence of Metallic Vapours on Thermodynamic and Transport Properties of Two-Temperature Air Plasma. American Institute of Physics, 23, Article ID: 093514.
https://doi.org/10.1063/1.4963245
[4]
Cayet, S. and Dudeck, M. (1996) Equilibre chimique dans les mélanges gazeux en déséquilibre thermique. Journal de Physique III, 6, 403-420.
https://doi.org/10.1051/jp3:1996130
[5]
Schmitt, E., Commare, B., Panossian, A., Vors, J.-P., Pazenok, S. and Leroux, F.R. (2018) Synthesis of Mono- and Bis(fluoroalkyl)pyrimidines from FARs, Fluorinated Acetoacetates, and Malononitrile Provides Easy Access to Novel High-Value Pyrimidine Scaffolds. Chemistry—A European Journal, 24, 1311-1316.
https://doi.org/10.1002/chem.201703982
[6]
Koalaga, Z. (1991) Contribution à l’étude expérimentale et théorique des plasmas d’arcs électriques laminés. Thèse de doctorat, Université Clermont-Ferrand, Clermont-Ferrand.
[7]
André, P. (1995) Etude de la composition et des propriétés thermodynamiques des plasmas thermiques à l’équilibre et hors d’équilibre thermodynamique. Thèse de doctorat, Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand.
[8]
Bendjebbar, F., André, P., Benebakkar, M., Rochette, D., Flazi, S. and Vacher, D. (2012) Plasma Formed in Argon, Acid Nitric and Water Used in Industrial ICP Torches. Plasma Sciences and Technology, 14, 683-692.
https://doi.org/10.1088/1009-0630/14/8/01
[9]
André, P., Aubreton, J., Barinov, Y., Elchinger, M.F., Fauchais, P., Faure, G., Kaplan, V., Lefort, A., Rat, V. and Shkol’nik, S. (2002) Theoretical Study of Column of Discharge with Liquid Non-Metallic (Tap Water) Electrodes in Air at Atmospheric Pressure. Journal of Physics D: Applied Physics, 35, 1846-1854.
https://doi.org/10.1088/0022-3727/35/15/305
[10]
Pafadnam, I., Kohio, N., Yaguibou, W.C., Kagoné, A.K., Koalaga, Z. and André, P. (2023) étude de la composition chimique des fluoroalkylamines utilisés en agriculture et en médecine dans le cadre de l’incinération par plasma entre 500 K et 20.000 K. Journal International de Technologie, de l’Innovation, de la Physique, de l’Energie et de l’Environnement, 8, Article No. 1. https://doi.org/10.52497/jitipee.v8i1.320
[11]
André, P. and Koalaga, Z. (2010) Composition of a Thermal Plasma Formed from PTFE with Copper in Non-Oxidant Atmosphere. Part I: Definition of a Test Case with the SF6. Material Processes, 14, 285-294.
https://doi.org/10.1615/HighTempMatProc.v14.i3.70
[12]
Vacher, D. (2001) Détection, en temps réel, d’éléments métalliques présents dans les rejets atmosphériques industriels par torche à plasma à couplage inductif. Thèse de doctorat, Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand.
[13]
Kagoné, A, K. (2012) Caractérisation théorique de plasmas thermiques d’arc électrique de mélanges d’air et de vapeur d’eau: application au disjoncteur basse et moyenne tension. Thèse de doctorat, Université de Ouagadougou, Ouagadougou.
[14]
Kohio, N. (2016) étude des propriétés thermodynamiques et des coefficients de transport des plasmas de mélanges d’air et de vapeur d’eau dans la gamme de température 500 K à 12000 K: Applications aux disjoncteurs basse et moyenne tensions. Thèse de doctorat, Université de Ouagadougou, Ouagadougou.
[15]
Hingana, H. (2010) Contribution à l’étude des propriétés des plasmas à deux températures: Application à l’argon et l’air. Thèse de doctorat, Université Toulouse III-Paul Sabatier, Toulouse.
[16]
Yaguibou, W, C. (2018) Influence des Aérosols sur les Performances des Disjoncteurs à Air Basse et Moyenne Tension. Thèse de doctorat, Université Joseph KI- ZERBO de Ouagadougou, Ouagadougou.
[17]
Cressault, Y. (2001) Propriétés des plasmas thermiques dans des mélanges Argon- Hydrogène-Cuivre. Thèse de doctorat, Université Toulouse III-Paul Sabatier, Toulouse.
[18]
André, P. (1997) The Influence of Graphite on the Composition and Thermodynamic Properties of Plasma Formed in Ablated Vapour of PMMA, PA6-6, PETP, POM and PE Used in Circuit-Breaker. Journal of Physics D: Applied Physics, 30, 475-493. https://doi.org/10.1088/0022-3727/30/3/022
[19]
Hannachi, R. (2007) Etude expérimentale et propriétés radiatives d’un plasma thermique induit par impact laser à la surface de milieux aqueux H2O - CaCl2/ MgCl2/NaCl. Thèse de doctorat, Université de Toulouse, Toulouse.
[20]
Kohio, N., Kagone, A, K., Yaguibou, W, C., Koalaga, Z. and Zougmoré, F. (2019) Water Vapor Influence on Thermodynamic Properties of Air-Water Vapor Mixtures Plasmas at Low Temperatures. International Journal of Physics, 7, 66-72.
[21]
Kagone, A.K., Kohio, N., Yaguibou, W.C., Koalaga, Z. and Zougmoré, F. (2018) Thermodynamic Properties Calculation of Air-Water Vapor Mixtures Thermal Plasmas. Global Journal of Pure and Applied Sciences, 24, 37-49.
https://doi.org/10.4314/gjpas.v24i1.5
[22]
Krenek, P. (2008) Thermophysical Properties of H2O-Ar Plasmas at Temperatures 400 - 50,000 K and Pressure 0.1 MPa. Plasma Chemistry and Plasma Processing, 28, 107-122. https://doi.org/10.1007/s11090-007-9113-z
[23]
Koalaga, Z., Abbaoui, M. and Lefort, A. (1993) Thermodynamic Properties Calculation of CαHβOγNθ Insulator Plasmas. Journal of Physics D: Applied Physics, 26, 393-403.
https://doi.org/10.1088/0022-3727/26/3/008
