Etude expérimentale et modélisation de la combustion par auto-inflammation sur machine à compression rapide PDF Download
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Author: Alan Keromnes
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 201
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Book Description
La combustion par auto-inflammation est un mode de combustion alternatif qui permet d’envisager une réduction des émissions polluantes à la source grâce à la à une combustion théoriquement homogène (pas d’émissions de suies) pauvre (limitation des émissions de CO2) et « froide » (peu d’émissions de NOx). Cette combustion est contrôlée principalement par les mécanismes de cinétique chimique et par les hétérogénéités qui existent dans la chambre de combustion. Une machine à compression rapide (MCR) a été conçue pour étudier ce nouveau mode de combustion. Une partie des travaux a consisté en la fiabilisation (reproductibilité) et la caractérisation (paramètres de réglage, aérodynamique interne) de la MCR. Une étude numérique a permis d’étudier l’impact des hétérogénéités sur la combustion par auto-inflammation grâce à un modèle zéro dimensionnel multizone de la MCR. Cette étude a également permis de valider numériquement la MCR. L’étude expérimentale de la combustion a porté tout d’abord sur les paramètres influençant le délai d’auto-inflammation puis sur l’initiation et le développement de la combustion grâce à la cinématographie rapide. Deux modes de développement ont ainsi pu être identifiés.
Author: Alan Keromnes
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Category :
Languages : fr
Pages : 201
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Book Description
La combustion par auto-inflammation est un mode de combustion alternatif qui permet d’envisager une réduction des émissions polluantes à la source grâce à la à une combustion théoriquement homogène (pas d’émissions de suies) pauvre (limitation des émissions de CO2) et « froide » (peu d’émissions de NOx). Cette combustion est contrôlée principalement par les mécanismes de cinétique chimique et par les hétérogénéités qui existent dans la chambre de combustion. Une machine à compression rapide (MCR) a été conçue pour étudier ce nouveau mode de combustion. Une partie des travaux a consisté en la fiabilisation (reproductibilité) et la caractérisation (paramètres de réglage, aérodynamique interne) de la MCR. Une étude numérique a permis d’étudier l’impact des hétérogénéités sur la combustion par auto-inflammation grâce à un modèle zéro dimensionnel multizone de la MCR. Cette étude a également permis de valider numériquement la MCR. L’étude expérimentale de la combustion a porté tout d’abord sur les paramètres influençant le délai d’auto-inflammation puis sur l’initiation et le développement de la combustion grâce à la cinématographie rapide. Deux modes de développement ont ainsi pu être identifiés.
Author: Camille Strozzi
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Languages : fr
Pages : 295
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Book Description
L’autoallumage de mélanges homogènes CH4/air et n-C4H10/air a été étudié de manière expérimentale en Machine à Compression Rapide. D’une part, ce processus de combustion est caractérisé de manière globale en se basant sur des mesures de pression (délai d’allumage, taux de dégagement de chaleur). D’autre part, des visualisations directes mettent en évidence sa dépendance à la présence d’hétérogénéités de température, observées par strioscopie. Les champs de vitesse et la répartition de température en conditions non-réactives sont ensuite caractérisés par vélocimétrie (PIV rapide) et par fluorescence (PLIF toluène). Les informations obtenues apportent une meilleure compréhension du phénomène d’autoallumage, où la propagation des zones de réaction intense traduit la présence de fronts d’autoallumage ou/et de structures plus proches des déflagrations. En parallèle, une méthode de Pdf calculée 0D est retenue pour la modélisation de l’autoallumage dans ce type de conditions. Elle prend en compte, (i) une cinétique chimique détaillée, (ii) les phénomènes de mélange et de transferts de chaleur qui pilotent l’évolution de la répartition de la température avant l’allumage. La pertinence des résultats vis-à-vis de l’expérience suggère que l’approche proposée constitue un cadre bien adapté à l’étude de ce mode de combustion.
Author: Moïse Crochet
Publisher:
ISBN:
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Languages : fr
Pages : 180
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Book Description
La cinétique d'oxydation, d'auto-inflammation et de combustion en milieu pauvre et ultra-pauvre de trois hydrocarbures types représentatifs du comportement des carburants gazoles pour automobiles a été étudiée à haute pression (0,34 - 2,32 MPa) et basse température (600 - 950 K) : le n-butylbenzène pour les constituants aromatiques, le n-propylcyclohexane pour les naphténiques et le n-décane pour les paraffiniques. Une base exhaustive de données thermocinétiques expérimentales et théoriques a été élaborée. Les expériences d'auto-inflammation ont été réalisées avec une machine à compression rapide originale équipée d'une chaîne analytique performante. Des données globales de réactivité - délais et phénoménologie de l'auto-inflammation - ainsi que des données détaillées - identification et quantification des produits intermédiaires d'oxydation - ont permis de reconnaître et d'interpréter les voies prépondérantes d'auto-inflammation et de formation de polluants à basse température. Des schémas réactionnels complexes sont construits. Des modèles thermocinétiques sont développés et validés par les données originales. Des simulations numériques ont permis de prévoir l'effet de la recirculation des gaz brûlés (EGR) et le comportement en phase de compression. Ces travaux font partie d'un programme de quatre thèses destinées à élaborer les outils d'une optimisation du mode de combustion moteur par auto-inflammation homogène (mode HCCI pour Homogeneous Charge Compression Ignition), une alternative propre et prometteuse aux procédés conventionnels mais qui exige une connaissance approfondie des conditions d'auto-inflammation du carburant à basses températures.
Author: Kazimierz Lejda
Publisher: BoD – Books on Demand
ISBN: 9535108565
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 248
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Book Description
This book on internal combustion engines brings out few chapters on the research activities through the wide range of current engine issues. The first section groups combustion-related papers including all research areas from fuel delivery to exhaust emission phenomena. The second one deals with various problems on engine design, modeling, manufacturing, control and testing. Such structure should improve legibility of the book and helps to integrate all singular chapters as a logical whole.
Author: Stoyan Pounkin
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 360
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Book Description
La combustion par auto-inflammation homogène est un mode de combustion alternatif qui permet d’envisager une réduction des émissions polluantes à la source grâce à une combustion théoriquement homogène (pas d’émission de suies), pauvre (limitation des émissions de CO2) et « froide » (peu d’émission de NOx). Cette combustion est contrôlée principalement par les mécanismes de cinétique chimique et par les hétérogénéités qui existent dans la chambre de combustion. Une machine à compression rapide (MCR) a été utilisée pour étudier ce mode de combustion alternatif. Une partie des travaux a consisté à la fiabilisation (reproductibilité) et la caractérisation (aérodynamique interne, paramètres de réglages) de la MCR. Une étude numérique à l’aide d’un modèle zéro-dimensionnel multi-zones de la MCR a permis d’étudier l’impact des hétérogénéités sur le déroulement de la combustion et de valider numériquement la MCR. L’étude expérimentale de la combustion a d’abord porté sur les paramètres influençant l’auto-inflammation (température, richesse, charge) puis sur l’initiation et le développement de la combustion, investigués par cinématographie rapide. L’influence de la turbulence sur le développement de la combustion a également été étudiée. Deux modes de propagation ont ainsi pu être distingués en fonction des conditions expérimentales. Finalement une méthodologie a été présentée, permettant la prédiction des différents régimes de combustion à travers la construction de diagrammes de combustion turbulente couplant les propriétés chimiques du carburant utilisé avec les propriétés turbulentes de l’écoulement dans la MCR
Author: Rahim Ebrahimi
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Languages : fr
Pages : 145
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Book Description
Les moteurs à combustion interne classiques sont de deux types, à allumage commandé et à allumage par compression. L'objectif d'un futur concept de moteur est de bénéficier du rendement élevé du moteur à allumage par compression et des émissions polluantes très basses du moteur à allumage commandé lorsqu'il est équipé de la catalyse trois voies. Le moteur HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) est un concept possible. Ce travail présente les résultats de l'étude expérimentale de l'influence de paramètres tels que le taux de compression, la richesse et la température du mélange aspiré et de la température de l'eau de refroidissement ou encore de la vitesse de rotation sur les paramètres de la combustion HCCI. Les recherches ont été réalisées dans moteur à taux de compression variable utilisant le n-butane comme carburant. La loi de dégagement de chaleur pendant un cycle, déterminée en analysant l'évolution de pression dans le cylindre par application du premier principe de la thermodynamique, est utilisée pour la détermination des paramètres de combustion. Les résultats montrent que la combustion HCCI ne peut être réalisée que dans un domaine limité de vitesses et de charges. A la limite de la zone d'auto-inflammation, la combustion HCCI est affectée par la dispersion cyclique et, aux fortes charges, par présence du cliquetis. La zone de combustion normale évolue avec les paramètres de fonctionnement du moteur. Enfin, la dispersion cyclique du moteur HCCI présente, dans certaines conditions de fonctionnement, un comportement périodique correspondant à 2 ou 3 cycles du moteur. Les résultats obtenus seront utiles pour la définition de stratégies de régulation.
Author: Yi Yu
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Languages : fr
Pages : 214
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Book Description
Les délais auto-inflammations des divers mélanges de carburants (méthane, gaz naturel, gaz de synthèse) en phase gazeuse aux températures basses et intermédiaires (800 à 1010 K) et hautes pressions (0,5 à 2,5 MPa) ont été mesurés dans la Machine à Compression Rapide (MCR) de l’Université de Lille 1. Différentes quantités d’hydrogène ou d’additifs représentant une composition-type d’EGR (CO, CO2, H2O) ont été ajoutées au gaz naturel pour étudier leur effet sur les délais d’auto-inflammation. L’effet des conditions opératoires (la pression et la température) et l’effet de la richesse des mélanges ont été également étudiés. Le mécanisme GDF-kin® 4 développé par GDF-SUEZ a été utilisé pour modéliser les résultats expérimentaux. Ce mécanisme a été amélioré pour reproduire les délais d'auto-inflammation dans nos conditions d'étude. Le nouveau mécanisme a également été validé à l'aide de nombreux résultats expérimentaux de la littérature.
Author: Kamal Hadj Ali
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
L'oxydation et l'auto-inflammation de quatre carburants issus de la biomasse ont été étudiées dans des réacteurs adaptés à leurs réactivité, à haute pression et dans un large domaine de température. L'auto-inflammation du biogaz purifié (CH4 + H2) et du gaz de synthèse (CO + H2) a été étudiée en tube à choc à 10 bar entre 1200 et 2000 K. Elle se fait en un seul stade sans coefficient négatif de température ni de flamme froide. La cinétique d'oxydation du méthanol a été étudiée dans un réacteur parfaitement agité à 10 bar entre 700 et 1200 K. L'influence des oxydes d'azote (NOx) sur la cinétique d'oxydation du méthanol a également été étudiée. En présence de NOx l'oxydation du méthanol est accélérée. L'analyse et la quantification des produits de combustion ont permis de construire et de valider un modèle thermocinétique composé de 39 espèces et 170 réactions. L'oxydation et l'auto-inflammation du diméthyléther ont été étudiées en machine à compression rapide de 600 à 900 K et de 1,7 à 8,3 bar. L'effet de NO2 sur l'oxydation du diméthyléther a également été étudié. La formation de méthanoate de méthyle a été mise en évidence durant ce travail. Le diméthyléther présente une phénoménologie d'auto-inflammation en deux stades avec coefficient négatif de température et flammes froides. Les délais d'auto-inflammation mesurés en présence de NO2 sont plus courts. La base de données expérimentales établie à partir des résultats de cette étude a permis de mettre à jour un modèle thermocinétique de l'oxydation et de l'autoinflammation du diméthyléther. Le nouveau modèle a été validé sur des mesures obtenues en machine à compression rapide, tube à choc et réacteur parfaitement agité.
Author: Catherine Aligrot
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Languages : fr
Pages : 201
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Book Description
Ce travail est une contribution à l'amélioration des connaissances de la phase de précombustion dans les moteurs diesel. Cette phase, appelée également délai d'auto-inflammation, joue en effet un rôle non négligeable dans la genèse des polluants aujourd'hui sévèrement réglementés. Une analyse bibliographique a tout d'abord permis de recenser les différents paramètres influençant le délai d'auto-inflammation ainsi que les différentes approches utilisées pour la modéliser. L'étude expérimentale a été réalisée dans une chambre de combustion à volume constant dont les parois sont maintenues à haute température. Les essais effectués ont permis de mettre en évidence l'influence qu'ont sur le délai d'auto-inflammation les température et pression initiales régnant dans la chambre de combustion avant injection, le type et le diamètre des trous de l'injecteur, la pression d'injection. Douze carburants différents ont été utilisés afin d'analyser le rôle joué par l'indice de cétane, la teneur en composés paraffiniques et les additifs. A partir de ces données expérimentales, deux modélisations complémentaires ont été envisagées. La première approche, empirique, est une extension de la loi de Wolfer au cas de différents carburants. Les coefficients de la relation proposée sont en effet exprimés en fonction de l'indice de cétane, de la teneur en composés paraffiniques et de la viscosité cinématique du combustible. Etablie à l'aide de six carburants, cette loi a été validée sur quatre autres. La deuxième modélisation consiste en un mécanisme chimique réduit comportant 34 réactions, implanté dans un code de calcul tridimensionnel. L'avantage de ce mécanisme est de permettre, en plus de la prédiction du délai, l'évaluation des différents polluants susceptibles de se former pendant la phase de combustion d'un moteur diesel.
Author: Ahmed Asnoun
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Category :
Languages : fr
Pages : 177
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Book Description
LA MACHINE A COMPRESSION RAPIDE (MCR) UTILISEE PERMET DE SIMULER LES PHASES COMPRESSION ET DETENTE D'UN CYCLE MOTEUR. LES EFFETS IMPORTANTS DE LA TURBULENCE SUR LES TRANSFERTS DE MASSE ET DE CHALEUR, LORS DE L'ADMISSION ET L'ECHAPPEMENT, ONT ETE ECARTES, AFIN DE MIEUX CONNAITRE LES CARACTERISTIQUES DES CONDITIONS INITIALES ET DE BIEN EVALUER LES INFLUENCES DE CERTAINS PARAMETRES, SUR LES EVOLUTIONS RELATIVES DE LA COMBUSTION. POUR SIMULER D'UNE FACON QUALITATIVE LA COMBUSTION DANS CETTE MACHINE, NOUS NOUS SOMMES INTERESSES A LA METHODE DE LA COMBUSTION PAR TRANCHES. CE MODELE EST SIMPLE ET NE TIENT COMPTE DE LA CINETIQUE CHIMIQUE QU'A TRAVERS LA CELERITE FONDAMENTALE DE LA PROPAGATION DE FLAMME. L'INFLUENCE DU PLISSEMENT DE LA SURFACE DE FLAMME EST MODELISEE PAR UN COEFFICIENT D'AJUSTEMENT B#O. LES PERTES DE CHALEUR Y SONT REPRESENTEES PAR UNE FORMULE PROPOSEE PAR NUSSELT. UN COEFFICIENT E#C#B PERMET D'ADAPTER, CETTE RELATION, AUX CONDITIONS DE LA MCR: LES AJUSTEMENTS DES COURBES DE PRESSION CALCULEE SUR CELLE MESUREE PERMETTENT DE DETERMINER LES VALEURS OPTIMALES DES COEFFICIENTS E#C#B ETB#O. ON CONSTATE QUE CES VALEURS VARIENT NOTABLEMENT AVEC LE TYPE DE CYCLE ENVISAGE (COMPRESSION SIMPLE/COMPRESSION AVEC DETENTE) ET LA POSITION D'ALLUMAGE. EN REVANCHE, LORSQUE CES DERNIERES CONDITIONS SONT FIXEES, ON PEUT UTILISER DES VALEURS MOYENNES, SANS INTRODUIRE D'ECARTS NOTABLES ENTRE LES COURBES CALCULEES ET MESUREES. LA VALIDITE DU MODELE AINSI QUE SES LIMITES ONT ETE ETABLIES EN ETUDIANT LES FLUX DE CHALEUR CEDEE AUX PAROIS. LES PERTES AINSI EVALUEES, SONT EN GENERAL, EN BON ACCORD AVEC CELLES DETERMINEES DIRECTEMENT, PAR D'AUTRES CHERCHEURS UTILISANT DIVERSES METHODES DE MESURES
