Etude expérimentale de flammes diphasiques turbulentes, partiellement prémélangées et prévaporisées d'un mélange pauvre heptane-air PDF Download
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Author: Yanick Michou
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 330
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Book Description
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.
Author: Yanick Michou
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 330
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Book Description
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.
Author: Cécile Pichard
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 333
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Book Description
Cette étude concerne la caractérisation expérimentale de jets et de flammes diphasiques d'hydrocarbures, dans le cadre des recherches sur les systèmes de combustion 3P : prévaporisés, prémélangés et pauvres. La configuration expérimentale utilisée est constituée d'un injecteur assisté par air, d'un tube de prévaporisation et de prémélange transparent et d'un brûleur cylindrique où la flamme est stabilisée par une flamme pilote. Nous avons fait varier de nombreux paramètres durant ce travail à pression atmosphérique : la température de l'air principal, la richesse globale du mélange réactif, la granulométrie initiale du jet diphasique et le combustible liquide utilisé (n-heptane et n-décane). L'anémométrie phase Doppler a été utilisée pour déterminer les caractéristiques de l'écoulement diphasique (taille, vitesse, densité et flux volumique des gouttes) aussi bien dans le jet diphasique que dans la flamme. À partir de ces mesures, nous avons déduit les distributions de tailles de goutte, le degré de prévaporisation du mélange et le taux de vaporisation local. L'imagerie laser par effet Mie nous a permis de visualiser la répartition du combustible liquide dans l'écoulement. Nous en avons déduit la fraction volumique de combustible liquide dans le jet diphasique et dans la flamme. Les résultats indiquent une augmentation du degré de prévaporisation lorsque la température de l'air de prémélange augmente, lorsque la richesse globale du mélange diminue, lorsque le débit d'air d'atomisation augmente et lorsque le combustible liquide est plus volatile. Ces résultats ont pu être expliqués en fonction d'un seul paramètre à savoir le rapport entre le temps de séjour des gouttes dans le tube de prévaporisation et le temps caractéristique de vaporisation de ces gouttes. L'influence du degré de prévaporisation sur les caractéristiques globales des flammes diphasiques étudiées a aussi été mise en évidence.
