Download or read book Etude des effets de la haute pression sur la structure et la dynamique des flammes turbulentes de pr m lange pauvre de m thane air written by Thierry Lachaux and published by . This book was released on 2004 with total page 211 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'étude expérimentale porte sur l'influence de la haute-pression jusqu'à 0.9 MPa pour la combustion d'une flamme de prémélange méthane-air, pauvre, turbulente stabilisée sur un brûleur de type Bunsen. La vitesse débitante et la richesse sont fixées à 2.1 m/s et 0.6. Le champ de vitesses et les échelles de la turbulence sont déterminés à l'aide de l'anémométrie Laser Doppler. Les mesures de diffusion Rayleigh renseignent sur la fluctuation du scalaire. De l'imagerie de Mie deux dimensions sont obtenus la courbure, l'angle d'orientation, les longueurs de plissement et enfin, la densité de surface de flamme et l'intensité de combustion qui sont comparées avec les valeurs données par le modèle BML. Lorsque la pression augmente les échelles de Taylor et de Kolmogorov diminuent avec la viscosité cinématique, l'échelle intégrale et la vitesse fluctuante restent constantes, les structures du front de flamme deviennent plus petites et plus pointues, augmentant la densité de surface de flamme.

Download or read book Etude de la stabilit et des missions polluantes des flammes turbulentes de pr m lange pauvre haute pression appliqu es aux turbines gaz written by David Vauchelles and published by . This book was released on 2004 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La combustion en mode pauvre prémélangé permet de réduire les émissions polluantes, mais elle est limitée par l'apparition de fortes instabilités. Afin d'étudier ces instabilités, nous avons conçu une chambre de combustion proche d'une configuration industrielle fonctionnant au gaz naturel. La chambre, pressurisée à 5 bar, est munie de deux dispositifs d'injection d'air : air secondaire et air de dilution. Le prémélange est créé par un injecteur constitué d'un swirl axial et d'un bluff body. L'étude de l'instabilité a été effectuée en fonction de plusieurs paramètres : température d'entrée d'air, débit, richesse de combustion, angle du swirl, présence d'une flamme pilote, position des orifices d'injection d'air et géométrie du fond de la chambre. Pour chaque configuration nous avons mesuré le champ de vitesse, les émissions polluantes, l'émission spontanée du radical CH* et l'évolution temporelle de la pression dans la chambre de combustion. Le résultat principalmontre que les injections d'air secondaire jouen un rôle important et complexe dans les chambres de combustion, notamment sur la structure et la dynamique de la flamme. Les spectres temporels de pression et de CH* ont montré plusieurs fluctuations temporelles de la combustion que nous avons classées en trois catégories : - Les fluctuation basses fréquences dues aux instabilités de combustion, - les fluctuations convectives dont les fréquences ne dépendent que de la vitesse de l'écoulement, - les fluctuations acoustiques dont les fréquences ne dépendent que de la température de l'écoulement. L'étude locale des émissions de CH* montre que les positions des maximums de fluctuations se situent à des emplacements différents dans la zone de réaction suivant le régime de combustion. Nous avons adapté localement le modèle du temps de retard (time lag) qui permet de connaître les conditions favorables d'amplification d'une perturbation convective. Les résultats montrent que nous pouvons prédire la position et l'intensité des fluctuations convectives dans la zone réactive en fonction de la température d'entrée ou de la puissance de l'installation. Toutefois, ce modèle trouve ses limites lorsque l'interaction de l'air de dilution secondaire devient trop importante avec la zone de réaction.

Download or read book Etude de la combustion turbulente faible richesse haute temp rature et haute pression written by Benoît Taupin and published by . This book was released on 2003 with total page 208 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La combustion de pré-mélange pauvre est un procédé très prometteur pour réduire les émissions polluantes d'oxyde d'azote. Malheureusement, dans ce mode de combustion, des extinctions locales, sources d'imbrûlés, des intabilités de combustion ou le retour de flamme dans l'injecteur peuvent être occasionnés. Cette étude expérimentale traite des résultats obtenus sur un brûleur transparent pressurisé avec air de combustion préchauffé. Ce brûleur muni d'un injecteur à "swirl" avec "Bluff-Body" génère des conditions représentatives de turbine à gaz. L'objectif de cette étude est de comprendre les mécanismes qui entraînent la déstabilisation de la flamme et d'une manière générale d'étudier la structure de flamme turbulente de pré-mélange pauvre sous l'influence de la pression et de la température de l'air de combustion dans une configuration proche de la réalité. Une étude de la stabilité et de la structure de la flamme caractérisée par son émission spontanée CH* en fonction des paramètres pression, température de l'air de combustion et richesse met en évidence une influence relativement faible de la pression tandis que la température de l'air joue un rôle prépondérant. L'étude du mélange par Fluorescence induite par plan laser sur de l'acétone montre la présence d'inhomogénéité du mélange à la sortie de l'injecteur. La comparaison avec une flamme obtenue dans le cadre d'un pré-mélange parfait montre que ces inhomogénéités participent à la stabilisation de la flamme. Cette stabilisation s'effectue par le biais d'une zone nommée pied de flamme où la flamme se propage d'un mélange riche vers un mélange pauvre permettant la combustion de mélange globalement plus pauvre. Nous terminons par l'étude en combustion de deux cas instables.

Download or read book Caract risation de l effet de la pression et de l ajout de CO2 sur les flammes laminaires et turbulentes de pr m lange pauvre m thane air written by Cécile Cohé and published by . This book was released on 2007 with total page 223 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce projet a pour but d’approfondir les connaissances de l’effet de la haute pression sur les flammes laminaires et turbulentes et d’appliquer ces connaissances et les moyens techniques développés à l’institut aux flammes diluées avec du dioxyde de carbone. L’étude est effectuée à l’aide d’un brûleur de type Bunsen placé dans une chambre de combustion haute pression. De nombreux diagnostics optiques furent utilisés. La structure générale de flamme est etudiée avec la tomographie par plan laser. Les vitesses de flammes sont mesurées à partir des acquisitions de PIV. La LDV a permis d’obtenir les échelles de turbulence. Enfin l’ensemble de ces données ont été utilisées pour tester différents modèles de combustion.

Download or read book Contribution l tude de la structure des flammes turbulentes de pr m langes pauvres de m thane air written by David Pavé and published by . This book was released on 2005 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les flammes turbulentes de prémélange présentent un sujet d'intérêt important pour la recherche aussi bien du point de vue fondamental que pratique. Le but de cette thèse est de faire progresser nos connaissances sur les flammes de prémélanges pauvres. Nous avons observé les changements de structure de la flamme lorsque l'on modifie la richesse et les paramètres de turbulence. En premier lieu, nous faisons une description macroscopique de la flamme à l'aide de l'imagerie de Mie. Nous déterminons les iso-c, l'épaisseur turbulente, l'échelle caractéristique de plissements et la densité de surface de flamme. La densité de surface de flamme est également calculée pour six régions de la flamme. Nous étudions ensuite la structure du front de flamme instantané. Nous faisons une étude statistique de la courbure du front. Afin d'étudier l'épaisseur du front de flamme, à partir de l'imagerie Rayleigh, deux définitions de l'épaisseur sont utilisées : l'épaisseur thermique de la zone de réaction du front de flamme et la zone de préchauffage avec le gradient de température. Nous avons aussi étudié la corrélation entre l'épaisseur du front de flamme et la courbure du front. Enfin, nous comparons nos résultats avec les modèles de combustion turbulente de prémélange : le modèle de Bray, Moss et Libby et les modèles utilisant la dissipation scalaire. Les distributions des longueurs d'entre-croisement sont spécialement étudiées. Nous analysons ensuite la relation entre la dissipation scalaire et la densité de surface de flamme à partir de l'imagerie Rayleigh. Nous déterminons alors l'intensité de combustion et le taux de combustion. Ces derniers résultats sont acquis à partir de l'imagerie Rayleigh et de Mie. Nous comparons nos résultats avec ceux obtenus par d'autres techniques de mesures : l'anémométrie Doppler laser associée à Mie, la diffusion Rayleigh un point et les résultats de la littérature.

Download or read book Etude exp rimentale de flammes diphasiques turbulentes partiellement pr m lang es et pr vaporis es d un m lange pauvre heptane air written by Yanick Michou and published by . This book was released on 2000 with total page 330 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude porte sur une flamme turbulente diphasique de laboratoire, plus particulièrement sur le mode de combustion 3P ou LPP : prévaporisée, prémélangée, pauvre. Le dispositif mis au point permet d'étudier les effets de trois paramètres sur la structure de flammes diphasiques turbulentes partiellement prémélangées et prévaporisées d'un mélange pauvre heptane-air : la richesse globale du mélange, le temps de prévaporisation et la granulométrie initiale. L'anémométrie phase Doppler (PDA) a été utilisée pour la caractérisation expérimentale des champs dynamiques et granulométriques de l'écoulement diphasique réactif. Une attention particulière a été apportée à la validation des mesures par PDA. Une étude bibliographique et une série de tests nous ont permis de déterminer la configuration la mieux adaptée à nos conditions expérimentales et de s'assurer ainsi de la fiabilité des résultats. Dans un deuxième temps, la caractérisation des champs scalaires de température et du degré d'avancement de la réaction a été obtenue respectivement à l'aide d'un thermocouple et de la fluorescence induite par un laser (PLIF). Ensuite, nous avons proposé une méthode pour déterminer localement le taux moyen de vaporisation des gouttes à partir des mesures obtenues par PDA. La connaissance simultanée du taux de vaporisation, de la température et du degré d'avancement nous ont donc permis d'étudier le taux de vaporisation moyen local des gouttes d'heptane au sein d'un brouillard en combustion. Le degré d'avancement permettant notamment de comparer entre elles des flammes ayant des hauteurs différentes de par leur richesse. Nous avons pu comparer les taux, d'une part, à ceux obtenus pour une goutte isolée en atmosphère stagnante mais à température élevée, et d'autre part, à ceux obtenus pour une goutte isolée à température ambiante et soumise à une turbulence homogène isotrope. Enfin, nous avons déterminé le régime de combustion diphasique auquel appartient chaque flamme, ce qui nous a permis d'expliquer les résultats sur les taux de vaporisation.

Download or read book CONTRIBUTION A L ETUDE DE LA STRUCTURE DES FLAMMES TURBULENTES PREMELANGEES PAUVRES written by LAURENT.. GAGNEPAIN and published by . This book was released on 1998 with total page 195 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'OBJECTIF DE CETTE THESE EST DE FAIRE PROGRESSER NOS CONNAISSANCES SUR LES FLAMMES TURBULENTES PREMELANGEES PAUVRES. NOUS AVONS ETUDIE LES CHANGEMENTS AU SEIN DE CES FLAMMES LORSQUE L'ON MODIFIE LA RICHESSE ET (OU) LE TAUX DE TURBULENCE. NOUS AVONS OBSERVE D'UNE PART LA STRUCTURE DE LA TURBULENCE, EN TERME DE SES MULTIPLES ECHELLES SPATIALES ET TEMPORELLES, DE SON ENERGIE CINETIQUE ET D'AUTRE PART LES MODIFICATIONS AU SEIN DU CHAMP SCALAIRE ET DE LA MORPHOLOGIE DES FLAMMELETTES, EN TERME D'ORIENTATION ET DE DENSITE DE SURFACE DE FLAMME. L'ETUDE DU CHAMP DYNAMIQUE A ETE REALISEE PAR ANEMOMETRIE DOPPLER LASER (ADL) CONDITIONNELLE ET NON CONDITIONNELLE, SUR PLUSIEURS FLAMMES ET JETS D'AIR DE MEME DEBIT, AFIN D'EVALUER L'INFLUENCE DE LA COMBUSTION SUR L'ECOULEMENT. NOUS PRESENTONS LES VITESSES MOYENNES ET FLUCTUANTES, LE TAUX DE TURBULENCE, L'ENERGIE CINETIQUE AINSI QUE LES MACRO ET MICRO-ECHELLES DYNAMIQUES TEMPORELLES ET SPATIALES. LES TECHNIQUES DE DIFFUSION RAYLEIGH INDUITE PAR LASER EN UN POINT ET MULTI-POINTS ONT ETE UTILISEES POUR L'ETUDE DU CHAMP SCALAIRE. APRES L'ANALYSE DE L'INFLUENCE DE LA TAILLE DU VOLUME DE MESURE, NOUS DISCUTONS SUCCESSIVEMENT DE L'EVOLUTION, A TRAVERS LE FRONT DE FLAMME TURBULENT, DES FREQUENCES DE PASSAGE DES FLAMMELETTES, DES MACRO ET MICRO-ECHELLES TEMPORELLES SCALAIRES AINSI QUE DES VITESSES NORMALES DES FLAMMELETTES. LES MESURES MULTI-POINTS NOUS PERMETTENT D'EVALUER LES MACRO-ECHELLES SPATIALES SCALAIRES ET L'ORIENTATION DES FLAMMELETTES. ENFIN, NOUS NOUS INTERESSONS A LA STRUCTURE GLOBALE DES FLAMMES TURBULENTES PREMELANGEES PAUVRES. NOUS PRESENTONS L'EVOLUTION, A TRAVERS LE FRONT DE FLAMME TURBULENT, DE LA DENSITE DE SURFACE DE FLAMME ET DU TAUX DE COMBUSTION LOCAL. PUIS, NOUS EVALUONS A PARTIR DES MESURES ADL ET RAYLEIGH LA VITESSE DE COMBUSTION TURBULENTE. NOUS COMPARONS ENSUITE LES ECHELLES DES CHAMPS DYNAMIQUE ET SCALAIRE. POUR TERMINER, NOUS PRESENTONS L'EVOLUTION A TRAVERS LA FLAMME DES NOMBRES DE DAMKHOLER ET KARLOVITZ.

Download or read book Caract risation des effets de l ajout d hydrog ne et de la haute pression dans les flammes turbulentes de pr m lange m thane air written by Fabien Halter and published by . This book was released on 2005 with total page 251 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse expérimental vise à améliorer la compréhension des flammes turbulentes de prémélange méthane/air pour différents cas de pression et différents enrichissements en hydrogène. L'étude est effectuée à l'aide d'un brûleur de type Bunsen placé dans une chambre de combustion haute pression. Une meilleure compréhension des phénomènes mis en jeu est rendue possible par l'utilisation de diagnostics optiques. La structure macroscopique de la flamme est étudiée à l'aide du diagnostic de tomographie par plan laser, la structure interne de la flamme à l'aide du diagnostic de diffusion Rayleigh 2D. Ces informations sont largement utilisées pour tester différents modèles de combustion.

Download or read book ETUDE SPATIALE ET TEMPORELLE DE LA STRUCTURE DYNAMIQUE ET SCALAIRE DES FLAMMES TURBULENTES PREMELANGEES DE METHANE AIR written by BEATRICE.. DESCHAMPS and published by . This book was released on 1990 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CE TRAVAIL PORTE SUR L'ETUDE DE LA STRUCTURE DES FLAMMES TURBULENTES PREMELANGEES. IL CONCERNE PLUS PARTICULIEREMENT L'INTERACTION D'UN CHAMP TURBULENT EN AVAL D'UNE PLAQUE PERFOREE ET D'UNE FLAMME CONIQUE DE METHANE-AIR STABILISEE SUR UN BRULEUR CYLINDRIQUE GRACE A UNE FLAMME PILOTE ANNULAIRE. UNE PARTIE DE CE TRAVAIL A ETE CONSACRE A LA COMPARAISON DU CHAMP DYNAMIQUE EN NON REACTIF ET EN REACTIF. IL A ETE MIS EN EVIDENCE QUE LA PRODUCTION DE TURBULENCE ENGENDREE PAR LA COMBUSTION CROIT AVEC LA VITESSE DE PROPAGATION LAMINAIRE. UNE AUTRE PARTIE IMPORTANTE DE CE TRAVAIL CONCERNE L'ETUDE DU CHAMP SCALAIRE DE 23 FLAMMES CONIQUES EXPLOREES SUR L'AXE DE SYMETRIE DU BRULEUR GRACE A UN SYSTEME DE DIFFUSION RAYLEIGH QUI A ETE OPTIMISE. CES FLAMMES COUVRENT UN LARGE DOMAINE PARAMETRIQUE DE LA COMBUSTION TURBULENTE EN MILIEU PREMELANGE; ELLES ONT PU ETRE VISUALISEES PAR TOMOGRAPHIE LASER. LES PRINCIPAUX RESULTATS SONT LIES A LA VALIDATION DU MODELE DE BRAY-MOSS-LIBBY. ILS MONTRENT QUE L'EVOLUTION DU COEFFICIENT D'AUTOCORRELATION ET LA DISTRIBUTION DES TEMPS DE PASSAGE DES PAQUETS FRAIS ET DES PAQUETS BRULES SONT PROCHES DE CELLES DU MODELE GAMMA-TWO; MAIS LE CALCUL DU COEFFICIENT G RELATIF AU MODELE B.M.L. TENDRAIT A MONTRER QUE C'EST LE MODELE EXPONENTIEL QUI EST VALABLE. UNE RELATION PERMETTANT D'OBTENIR UNE VALEUR DE S#T/S#L SUR L'AXE A ETE ETABLIE ET PERMET D'ABOUTIR A DE BONNES CORRELATIONS AVEC U/S#L. UNE METHODE DE TRAITEMENT DES SIGNAUX RAYLEIGH QUI PERMET LA MESURE DES TEMPS DE PASSAGES DES FRONTS INSTANTANES A EGALEMENT ETE MISE AU POINT

Download or read book ETUDE DE LA STRUCTURE ET DE LA DYNAMIQUE SPATIO TEMPORELLE DES FRONTS DE FLAMME INSTANTANES EN COMBUSTION PREMELANGEE written by CHAOUKI.. GHENAI and published by . This book was released on 1995 with total page 255 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CE MEMOIRE PORTE SUR L'ETUDE DE LA STRUCTURE ET DE LA DYNAMIQUE SPATIO-TEMPORELLE DES FRONTS DE FLAMME INSTANTANES EN COMBUSTION PREMELANGEE. L'OBJECTIF GLOBAL DE CETTE ETUDE EST DE COMPRENDRE LES MECANISMES D'INTERACTION ENTRE LA STRUCTURE DE LA TURBULENCE ET LA DYNAMIQUE DES FRONTS DE FLAMME INSTANTANES PAR LA MISE EN UVRE D'UNE DOUBLE APPROCHE: UNE APPROCHE EXPERIMENTALE, UTILISANT DES TECHNIQUES FIABLES ET AYANT UNE RESOLUTION SPATIO-TEMPORELLE APPROPRIEE, UNE APPROCHE THEORIQUE, UTILISANT LES MODELES DE COMBUSTION TURBULENTE LES PLUS RECENTS VISANT A LES VALIDER OU A LES AMELIORER. LA PRINCIPALE TECHNIQUE DE DIAGNOSTIC OPTIQUE UTILISEE EST LA DIFFUSION DE LA LUMIERE PAR EFFET RAYLEIGH. CELLE-CI EST APPLIQUEE A L'ETUDE DES FLAMMES DE PREMELANGE CONIQUES LAMINAIRES ET TURBULENTES. LES FLAMMES DE METHANE-AIR ETUDIEES SONT STABILISEES SUR DES BRULEURS DU TYPE BEC BUNSEN. LES MESURES CONCERNENT PRINCIPALEMENT LE CHAMP SCALAIRE INSTANTANE DES FLAMMES (TEMPERATURE OU DENSITE) EN UTILISANT LA TECHNIQUE DE DIFFUSION DE LA LUMIERE PAR EFFET RAYLEIGH EN UN OU DEUX POINTS. UN NOUVEAU DISPOSITIF EXPERIMENTAL A ETE CONCU ET DEVELOPPE DANS CETTE ETUDE ; IL PERMET D'EFFECTUER DES MESURES PAR EFFET RAYLEIGH DU CHAMP SCALAIRE EN DEUX POINTS SUIVANT LA DIRECTION RADIALE, AXIALE ET LE LONG DES CONTOURS OU LA DENSITE MOYENNE DE LA FLAMME RESTE CONSTANTE. POUR LA FLAMME LAMINAIRE, L'ETUDE A POUR BUT DE FOURNIR LES DONNEES NECESSAIRES SUR L'EPAISSEUR ET LA VITESSE DE PROPAGATION LAMINAIRE QUE NOUS UTILISONS DANS L'ESTIMATION DES PARAMETRES CONCERNANT LA DYNAMIQUE TEMPORELLE DES FLAMMELETTES AINSI QUE SUR L'EFFET DE LA GRAVITE (OU DE LA CONVECTION NATURELLE). POUR LA PREMIERE FOIS, LA TECHNIQUE DE DIFFUSION RAYLEIGH A ETE UTILISEE DANS L'ETUDE DE LA STABILITE DES FLAMMES LAMINAIRES PREMELANGEES. POUR LES FLAMMES TURBULENTES DE PREMELANGE DANS LE REGIME DES FLAMMELETTES, L'OBJECTIF ESSENTIEL DE CE TRAVAIL EST LA CARACTERISATION DE LA STRUCTURE ET DE LA DYNAMIQUE SPATIO-TEMPORELLE DES FRONTS DE FLAMME INSTANTANES. LES MESURES PAR EFFET RAYLEIGH EN UN ET DEUX POINTS ONT PERMIS DE DETERMINER LES ECHELLES SPATIALES ET TEMPORELLES DE LA DYNAMIQUE DES FLAMMELETTES, LEUR VITESSE DE CONVECTION ET LEUR VITESSE DE PROPAGATION NORMALE, LE FACTEUR D'ORIENTATION DE LA NORMALE A LA FLAMMELETTE, LA DENSITE SURFACIQUE DE FLAMME AINSI QUE LE TAUX MOYEN DE PRODUCTION CHIMIQUE. CES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT COMPARES AUX PREDICTIONS DE DIVERS MODELES DE FLAMMELETTES, NOTAMMENT A CELLES DES MODELES PROPOSES PAR BRAY, MOSS, CHAMPION ET LIBBY

Download or read book Etude des effets de gravit et de pression sur les flammes de diffusion turbulentes repr sentatives d incendie written by Jie Chen and published by . This book was released on 1994 with total page 195 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'ETUDE A POUR OBJECTIF D'APPORTER UNE CONTRIBUTION A LA COMPREHENSION DES EFFETS DE GRAVITE SUR LES FLAMMES DE DIFFUSION TURBULENTES REPRESENTATIVES D'INCENDIE. POUR CELA, UN FEU DE NAPPE D'HYDROCARBURE DE PETITE DIMENSION (PUISSANCE CALORIFIQUE DE L'ORDRE DU KILOWATT, DIAMETRE EGAL A 6.2 CM) EST PARTIELLEMENT SIMULE PAR L'INJECTION D'UN COMBUSTIBLE GAZEUX (ETHANE) AU TRAVERS D'UNE SURFACE POREUSE PLACEE AU SEIN D'UNE ENCEINTE. L'INFLUENCE DE LA FLOTTABILITE EST ETUDIEE AU TRAVERS DE LA GRAVITE (0.2 A 12 G#0) ET LA PRESSION (0.3 A 3 ATM) ET EVALUEE SUR LA HAUTEUR, LA FREQUENCE DE PULSATION, LA FRACTION D'ENERGIE RAYONNEE, AINSI QUE SUR LES DISTRIBUTIONS DE VITESSE ET DE TEMPERATURE. DES MODELISATIONS DU TYPE FROUDE ET DE PRESSION SONT UTILISEES POUR INTERPRETER LES RESULTATS EXPERIMENTAUX. LES RESULTATS DE CETTE ETUDE CONTRIBUENT A UNE MEILLEURE EVALUATION DES FACTEURS D'ECHELLE POUR DES FLAMMES DE DIFFUSION REPRESENTATIVES D'INCENDIE, ET AIDENT A LA VALIDATION DE CERTAINS ASPECTS DES MODELES DE FROUDE ET DE LA PRESSION. ENFIN LES TENDANCES OBTENUES DANS LES EVOLUTIONS DES CARACTERISTIQUES DE FLAMME DEVRAIENT FOURNIR DES INFORMATIONS FONDAMENTALES POUR LA MODELISATION DE TELLES FLAMMES

Download or read book tude asymptotique et num rique de la structure des flammes de diffusion laminaires et turbulentes written by Bénédicte Cuenot and published by . This book was released on 1995 with total page 192 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES FLAMMES DE DIFFUSION TURBULENTES SONT LE MECANISME DE COMBUSTION DE NOMBREUX SYSTEMES PROPULSEURS (STATOREACTEUR SUPERSONIQUE PAR EXEMPLE). DANS DE TELS SYSTEMES, LE COMBUSTIBLE ET L'OXYDANT SONT AMENES SEPAREMENT DANS LA CHAMBRE DE COMBUSTION. A L'ENDROIT OU LES DEUX FLUX ENTRENT EN CONTACT SE CREE UNE INTERFACE, DONT LA POSITION ET L'EPAISSEUR DEPENDENT DES CONDITIONS AUX LIMITES, DE LA CINETIQUE CHIMIQUE ET DES VITESSES DE DIFFUSION. C'EST DANS CETTE ZONE QUE SE MELANGENT PAR DIFFUSION LES DEUX REACTIFS ET QUE S'ALLUME EVENTUELLEMENT LA FLAMME. DANS DE TELS SYSTEMES, LE RENDEMENT DE COMBUSTION, DIRECTEMENT LIE A LA CINETIQUE CHIMIQUE MAIS AUSSI A L'EFFICACITE DE MELANGE, EST NETTEMENT AUGMENTE PAR LA TURBULENCE. AU COURS DU TRAVAIL PRESENTE, DEUX APPROCHES COMPLEMENTAIRES SONT UTILISEES POUR ETUDIER CE PHENOMENE: UNE APPROCHE THEORIQUE D'UNE PART (METHODE ASYMPTOTIQUE), ET UNE APPROCHE NUMERIQUE D'AUTRE PART (SIMULATION NUMERIQUE DIRECTE). A CAUSE DES CINETIQUES CHIMIQUES TRES RAPIDES RENCONTREES DANS LA PLUPART DES SYSTEMES PROPULSEURS (COMBUSTION DE L'HYDROGENE DANS LE CAS DU STATOREACTEUR SUPERSONIQUE PAR EXEMPLE), LA ZONE DE REACTION SITUEE A L'INTERFACE DES DEUX FLUX EST TRES MINCE PAR RAPPORT AUX AUTRES ECHELLES CARACTERISTIQUES DU SYSTEME. UNE ANALYSE ASYMPTOTIQUE NOUS PERMET DE CALCULER UNE SOLUTION APPROCHEE, CONSTRUITE SUR UN NOMBRE ADIMENSIONNEL CARACTERISTIQUE, LE NOMBRE DE DAMKOHLER. LA SIMULATION NUMERIQUE DIRECTE PERMET DE CALCULER DES FLAMMES DE DIFFUSION LAMINAIRES OU TURBULENTES DANS DES GEOMETRIES SIMPLES, PAR LA RESOLUTION DIRECTE DES EQUATIONS DE CONSERVATION, SANS MODELE DE TURBULENCE, NI HYPOTHESE D'EQUILIBRE CHIMIQUE. CES CALCULS APPORTENT DES INFORMATIONS LOCALES ET INSTANTANEES SUR LES INTERACTIONS ENTRE LA FLAMME ET LA TURBULENCE, EN MEME TEMPS QU'UNE ETUDE STATISTIQUE GLOBALE UTILE A LA MODELISATION. ENFIN, LA COMPARAISON DES SOLUTIONS ISSUES DES DEUX METHODES-THEORIQUE ET NUMERIQUE- PERMET UNE VALIDATION RECIPROQUE DANS LE CAS DE LA FLAMME DE DIFFUSION LAMINAIRE MONODIMENSIONNELLE. APRES AVOIR VERIFIE LA BONNE CORRESPONDANCE ENTRE LES DEUX SOLUTIONS, ON UTILISE CETTE METHODE DE COMPARAISON POUR EVALUER LES EFFETS DE COURBURE ET D'INSTATIONNARITE, D'ABORD DANS UNE CONFIGURATION D'INTERACTION FLAMME-PAIRE DE TOURBILLONS, ENSUITE DANS UNE CONFIGURATION DE FLAMME TURBULENTE, ABOUTISSANT A DES DIAGRAMMES DE REGIME DE COMBUSTION TURBULENTE

Download or read book Mod lisation et simulation num rique d une flamme turbulente non pr m lang e written by Nabil Belaradh and published by . This book was released on 2004 with total page 194 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de ce travail concerne l'étude numérique de l'influence de la pression et de la composition du mélange réactif sur une flamme turbulente non-prémélangée. L'outil de modélisation utilisée est le code Fluent. De nombreuses améliorations sont apportées aux sous modèles de ce code de calcul afin de l'adapter à notre problématique. Trois cas de flammes sont utilisés pour valider les résultas issus de la simulation numérique stationnaire, utilisant le modèle de turbulence k-e et la méthode flammelette pour la modélisation de la combustion. Les résultats obtenus avec le code Fluent modifiés, montrent un bon accord avec les résultats expérimentaux. L'effet de la pression est montré sur les caractéristiques de la flamme de méthane. Ensuite, l'influence simultanée de la pression et de la quantité d'hydrogène, ajouté au méthane dans une flamme turbulente de diffusion, a été mise en évidence.

Download or read book Etude exp rimentale et num rique de la propagation de flammes pr m lang es turbulentes dans une atmosph re pauvre en hydrog ne et humide written by Fabrice Malet and published by . This book was released on 2005 with total page 272 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objet de la thèse est l'amélioration de l'évaluation du risque hydrogène dans les réacteurs nucléaires, dans le cas où les mélanges pauvres donnent lieu à des déflagrations accélérées. Dans ce but les propriétés explosives des mélanges hydrogène/air/diluant ont été étudiées avec deux dispositifs : (1) une bombe sphérique afin de déterminer les propriétés des flammes laminaires (vitesse fondamentale à étirement nul, énergie globale d'activation, nombre de Zeldovich, longueur de Markstein...). (2) Une ENceinte d'ACCElération de Flamme (ENACCEF) hautement instrumentée et encombrée d'obstacles afin de d'observer l'accélération de flammes. Le premier dispositif a permis la validation d'un modèle de cinétique chimique et la formulation de la vitesse normale de combustion paramétrée des conditions initiales (composition, température, pression). L'étude des accélérations de flammes (jusqu'à 600m/s) en présence d'obstacles a mis en évidence les influences sur les profils de vitesse de flamme, du taux de blocage, de la forme des obstacles, de la composition du mélange réactif ainsi que de la présence de gradients de concentration. Enfin, une étude de simulation numérique portant sur des flammes laminaires et accélérées a permis d'améliorer le code de calcul TONUS en introduisant un suivi fin de la position de flamme. Les expériences en bombe sphérique ont été reproduites grâce à la mise au point d'une corrélation entre le taux numérique de combustion et la richesse. La modélisation a conduit à une meilleure compréhension des phénomènes d'accélération de flamme. La prise en compte, dans le code, des pertes thermiques a amélioré la simulation des expériences d'accélération de flamme.

Download or read book Caract risation exp rimentale d une flamme turbulente non pr m lang e swirl e written by Nazim Merlo and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse est une contribution à l'étude des flammes de méthane turbulentes non prémélangées en rotation, dites swirlées, avec ou sans enrichissement en oxygène de l'oxydant. L'étude se focalise sur la stabilité de la flamme, les émissions polluantes et la dynamique du jet en non réactif et réactif. Notre dispositif expérimental se compose d'un brûleur à swirler coaxial avec injection radiale de méthane au voisinage de la sortie du brûleur. Ce dernier est confiné dans une chambre de combustion. La teneur en oxygène dans l'oxydant, le nombre de swirl géométrique et la richesse globale à l'injection sont les principaux paramètres qui peuvent être précisément contrôlés. La stabilité de la flamme est caractérisée par chimiluminescence OH*. Les émissions polluantes sont mesurées par des analyseurs en ligne via un prélèvement dans les gaz brûlés. La dynamique du jet est caractérisée principalement par PIV stéréoscopique dans un plan longitudinal et plusieurs plans transverses. La diffusion du méthane dans le jet swirlé est abordée qualitativement par fluorescence induite par laser de l'acétone dans un plan. À ce jour, peu de travaux portent sur la caractérisation notamment dynamique de ces flammes swirlées avec enrichissement en O2. La mise en rotation du jet est à l'origine d'une zone de recirculation centrale qui favorise la stabilisation de la flamme en régime pauvre et à grand nombre de Reynolds. L'étude des émissions polluantes montre que les régimes de combustion à l'air pour lesquels la flamme est liftée stable sont aussi ceux qui produisent du CO et du CH4 résiduel en des quantités non négligeables. L'enrichissement en oxygène permet alors de convertir les imbrûlés et ce pour de faibles enrichissements tout en améliorant la stabilité de flamme via une diminution de la hauteur d'accrochage et des fluctuations associées comme le confirment de précédentes études. L'augmentation des NOx par la voie thermique a été quantifiée pour des enrichissements en oxygène inférieurs à 30 % vol. L'étude systématique en non réactif et réactif apporte des détails sur la topologie tridimensionnelle du jet swirlé suivant les paramètres de l'étude. L'étude de la décroissance des vitesses et de la décroissance du nombre de swirl dans la direction de l'écoulement permetde mettre en évidence l'effet de la flamme sur le jet swirlé. Un couplage entre l'évolution du taux d'entraînement par la recirculation externe et les émissions polluantes est mis en évidence pour expliquer l'évolution des NOx suivant la richesse globale à l'injection. Nous avons proposé une modélisation des écoulements swirlés qui repose sur les écoulements à vorticité hélicoïdale afin d'identifier les caractéristiques principales des structures hélicoïdales au sein de l'écoulement.

Download or read book Etude de la combustion turbulente non pr m lang e et partiellement pr m lang e par simulations num riques directes written by Renan Hilbert and published by . This book was released on 2002 with total page 216 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail présente l’étude de flammes turbulentes non-prémélangées et partiellement prémélangées par simulations numériques directes (DNS) en utilisant des modèles détaillés de chimie de transport. L’interaction entre une flamme H2/Air et un champ de turbulence est simulée et l’influence de la diffusion différentielle sur la structure de la flamme est qualifiée. On note en particulier l’absence de corrélation entre la température de flamme et le taux de dissipation scalaire quand un modèle de transport élaboré est utilisé, ainsi qu’une modification de la limite d’équilibre. Le ré-établissement de l’équation de flammelettes avec la prise en compte d’un nombre de Lewis non unitaire pour la fraction de mélange Z permet de prendre en compte, au moins partiellement, cet effet. Une simulation de l’interaction entre une flamme non-prémélangée H2/Air et une paire de tourbillons avec des modèles détaillés de chimie et de transport a été réalisée, post traitée et analysée. Une extinction de la flamme est observée et la structure partiellement prémélangée au bord de la zone réactive est étudiée. On montre que le radical OH est un bon traceur de la zone d’extinction de la flamme, mais qu’il ne « voit » pas l’intensification de l’activité chimique dans les zones partiellement prémélangées. L’auto-allumage d’une flamme turbulente non prémélangée a été examiné. Les résultats de DNS permettent d’extraire des informations sur la prévision de la localisation du premier site d’autoallumage, sur l’influence du modèle de transport et sur la structure partiellement prémélangée observée. La répétition des calculs permet une étude statistique de l’influence de la turbulence sur le temps d’allumage. Le test a priori d’un nouveau modèle de combustion turbulente basé sur le concept de densité de surface de flamme généralisée donne de premiers résultats prometteurs.

Download or read book Etude exp rimentale de la dynamique des flammes de pr m lange isooctane air en expansion laminaire et turbulente fortement dilu es written by Charles Endouard and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Depuis plusieurs années, les constructeurs automobiles suivent la voie du « downsizing » pour le développement des moteurs à allumage commandé. Ce procédé basé sur la réduction des cylindrées moteur combinée à la suralimentation a déjà fait ses preuves quant à son intérêt dans l'augmentation du rendement et la réduction des émissions polluantes des moteurs à essence. Les nouvelles conditions thermodynamiques, de turbulence et de dilution de ces moteurs engendrant de nouvelles possibilités de dilution dans les mélanges air/carburant, elles amènent également de nouvelles problématiques quant aux combustions anormales observées et l'apparition d'importantes variabilités cycliques. Ces travaux de thèse s'insèrent dans l'objectif de compréhension du comportement des flammes de prémélange d'isooctane/air en expansion dans des conditions représentatives d'un moteur « downsizé ». Leur étude a dans un premier temps été réalisée dans des conditions laminaires afin d'extraire les vitesses de flammes et longueurs de Markstein associées aux différents mélanges réactifs, et notamment sous forte dilution. Des corrélations ont alors été développées pour répondre aux besoins des modèles de simulation. Un nouveau dispositif de diagnostic optique a ensuite été employé pour améliorer la visualisation des flammes turbulentes en expansion. Une corrélation de coefficient correctif est ici développée pour remédier à la surestimation de vitesse engendrée par une visualisation Schlieren de ces flammes turbulentes. Une étude approfondie de l'influence des conditions thermodynamiques initiales, de la turbulence, ainsi que des caractéristiques diffusives du mélange air/carburant a par ailleurs été conduite afin d'isoler l'effet de chacun de ces paramètres sur le développement et la propagation de la flamme turbulente. Enfin l'effet d'une évolution simultanée des conditions thermodynamiques initiales similaire à celle d'une compression moteur a été étudié pour mieux appréhender les changements de comportement des flammes turbulentes dans des conditions plus représentatives du moteur à allumage commandé.