Méthodes d'analyse des structures et de la stabilité des flammes par dignostics optiques et spectroscopiques PDF Download
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Author: Laurent Brenez
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Languages : fr
Pages : 189
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Book Description
La Communauté Européenne ainsi que les Etats-Unis ont imposé des normes drastiques visant à terme à limiter le rejet de polluants dans l'atmosphère (en particulier des monoxydes d'azote et de carbone) provenant des brûleurs domestiques et industriels. Partant de cette constatation, il est nécessaire pour les fabricants de brûleurs a gaz de développer de nouveaux appareils performants, économiques et propres. Leur conception s'appuie sur une connaissance accrue de la structure et de la stabilité des flammes partiellement prémélangées dans les chambres de combustion. Les études effectuées dans le cadre de cette thèse portent sur le développement et l'application de diagnostics optiques et spectroscopiques pour la caractérisation de la chaudière à gaz idéalisée TOPDEC. La première partie porte sur l'étude de la position de la flamme et le taux de dégagement de chaleur maximal à travers l'observation de radicaux présents dans le front de flamme. Les techniques mises en place sont l'imagerie d'émission spontanée des radicaux OH *, CH * et C*2 et la visualisation du radical OH par fluorescence induite par plan laser (PLIF). La seconde partie porte sur l'étude du rayonnement infrarouge des gaz de combustion par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR). L'exploitation des spectres de rayonnement permet d'obtenir des profils de température et des concentrations de H2O, CO2, et CO dans la chambre de combustion. A partir des résultats obtenus, une analyse détaillée des cas tests TOPDEC ainsi qu'une identification des mécanismes principaux impliqués dans la formation des polluants sont proposées. Par la comparaison avec des mesures effectuées sur un appareil commercial, nous essayons de dégager quelques tendances dans les choix technologiques a adopter pour diminuer les émissions de polluants.
Author: Laurent Brenez
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Languages : fr
Pages : 189
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La Communauté Européenne ainsi que les Etats-Unis ont imposé des normes drastiques visant à terme à limiter le rejet de polluants dans l'atmosphère (en particulier des monoxydes d'azote et de carbone) provenant des brûleurs domestiques et industriels. Partant de cette constatation, il est nécessaire pour les fabricants de brûleurs a gaz de développer de nouveaux appareils performants, économiques et propres. Leur conception s'appuie sur une connaissance accrue de la structure et de la stabilité des flammes partiellement prémélangées dans les chambres de combustion. Les études effectuées dans le cadre de cette thèse portent sur le développement et l'application de diagnostics optiques et spectroscopiques pour la caractérisation de la chaudière à gaz idéalisée TOPDEC. La première partie porte sur l'étude de la position de la flamme et le taux de dégagement de chaleur maximal à travers l'observation de radicaux présents dans le front de flamme. Les techniques mises en place sont l'imagerie d'émission spontanée des radicaux OH *, CH * et C*2 et la visualisation du radical OH par fluorescence induite par plan laser (PLIF). La seconde partie porte sur l'étude du rayonnement infrarouge des gaz de combustion par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR). L'exploitation des spectres de rayonnement permet d'obtenir des profils de température et des concentrations de H2O, CO2, et CO dans la chambre de combustion. A partir des résultats obtenus, une analyse détaillée des cas tests TOPDEC ainsi qu'une identification des mécanismes principaux impliqués dans la formation des polluants sont proposées. Par la comparaison avec des mesures effectuées sur un appareil commercial, nous essayons de dégager quelques tendances dans les choix technologiques a adopter pour diminuer les émissions de polluants.
Author: Siegfried Wagner
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3540691820
Category : Mathematics
Languages : en
Pages : 700
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Book Description
For the fourth time, the Leibniz Supercomputing Centre (LRZ) and the Com- tence Network for Technical, Scienti c High Performance Computing in Bavaria (KONWIHR) publishes the results from scienti c projects conducted on the c- puter systems HLRB I and II (High Performance Computer in Bavaria). This book reports the research carried out on the HLRB systems within the last three years and compiles the proceedings of the Third Joint HLRB and KONWIHR Result and Reviewing Workshop (3rd and 4th December 2007) in Garching. In 2000, HLRB I was the rst system in Europe that was capable of performing more than one Tera op/s or one billion oating point operations per second. In 2006 it was replaced by HLRB II. After a substantial upgrade it now achieves a peak performance of more than 62 Tera op/s. To install and operate this powerful system, LRZ had to move to its new facilities in Garching. However, the situation regarding the need for more computation cycles has not changed much since 2000. The demand for higher performance is still present, a trend that is likely to continue for the foreseeable future. Other resources like memory and disk space are currently in suf cient abundance on this new system.
Author: Sami Belhalfaoui
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 250
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Dans ce mémoire sont analysées les sources d'erreur dans les comparaisons calcul/mesures en conbstion laminaire. On se place tout d'abord du point de vue du calcul seul et on étudie la sensibilité de la simulation aux constantes de la cinétique chimique et du transport dans un flamme de diffusion H2/air. On examine ensuite l'effet au niveau de modélisation rentenu pour le transport des espèces, dans des flammes de diffusion H2/air, CH4/air et C3H8/air. La diffusion thermique multicomposants a un impact fort sur l'étirement d'extinction de ces flammes, en particulier lorsque le combustible y est dilué. On s'intéresse ensuite à l'émission sontanée OH* et CH* de flammes de méthane (prémélange et diffusion), et on compare des signaux expérimentaux (locaux et intégrés) et des signaux synthétiques obtenus en ajoutant au modèle de chimie complexe un sous-modèle pour l'émission spontanée. Si les signaux locaux semblent mal se recouper, les signaux globaux calculés et mesurés, en revanche, sont en bon accord qualitatif. La simulation de l'absoption du rayonnement OH* à l'aide d'un modèle raie par raie, montre l'importance de ce phénomène à haute pression et explique une partie de l'écart quantitatif entre calcul et mesures. Enfin on traite des signaux expérimentaux (diffusion Rayleigh, absoption OH et LIF OH linéaire) obtenus sur des flammes à contre-courant H2/air, CH4/air et C3H8/air. Des modèles spécifiques (sections efficaces de diffusion Rayleigh ou module LASKIN décrivant la spectroscopie LIF de OH) permettent alors, à partir de calculs en chimie complexe, de reconstituer des grandeurs locales directement comparables à l'expérience. Grâce à la bonne similitude entre signaux simulés et mesurés on est en mesure de situer les limites des hypothèses de post-traitement.
Author: Alexis Matynia
Publisher: Omniscriptum
ISBN: 9786131507823
Category :
Languages : fr
Pages : 340
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L'optimisation des systèmes de production d'énergie par combustion requiert une connaissance précise de la cinétique de combustion. Aujourd'hui, la majorité des systèmes de production d'énergie par combustion fonctionnent à haute pression et il est reconnu que la pression a une influence sur la cinétique de combustion. En laboratoire, l'analyse de la structure de flamme laminaire se présente comme un outil puissant pour étudier la chimie de la combustion. Cependant, la plupart des travaux menés ont été réalisés à des pressions inférieures ou égales à la pression atmosphérique. Cet ouvrage est le fruit de travaux de thèse au cours desquels un nouveau dispositif expérimental a été mis en place pour l'analyse de structure de flammes laminaires, à contre-courants et à haute pression. Il permet de stabiliser des flammes de méthane et de biogaz jusqu'à 0,7 MPa et l'étude de leur structure par diagnostics laser. Les profils de concentration de OH ont été mesurés par la combinaison de trois techniques laser (FIL/absorption/PLIF). Les profils expérimentaux obtenus ont été comparés à la modélisation. En parallèle, une analyse spectroscopique des flammes de méthane a été entreprise.
Author: Richard Grandeau
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Languages : fr
Pages : 98
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Author: CHAOUKI.. GHENAI
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Languages : fr
Pages : 255
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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
Author: Xavier Paubel
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 224
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Book Description
L'utilisation de combustibles à faible pouvoir calorifique, comme les gaz de rejets industriels ou les gaz dérivés du charbon ou de la biomasse, est une solution envisagée pour répondre à l'épuisement des ressources énergétiques fossiles traditionnelles, comme le gaz naturel et le pétrole. Les compositions variées de ces combustibles dans un domaine de faible PCI posent des problèmes cruciaux de stabilité de flammes et d'émissions polluantes. Un brûleur quadri-coaxial de 25kW a ainsi été conçu pour opérer avec des mélanges combustibles variés de gaz à faible PCI à l'aide d'un gaz d'appoint à plus fort PCI et d'oxygène comme comburant. Il se compose, du centre à la périphérie, d'injections successives d'oxygène (O2i), de gaz de haut fourneau (BFG), de méthane (CH4) et d'oxygène (O2e). La grande variété de flammes ainsi générées a été classée en différents modes de combustion. La flamme pilote CH4-O2e générée est toujours accrochée au nez de l'injection et garantit ainsi la stabilité de l'ensemble. La flamme centrale O2i-BFG peut rester accrochée au brûleur (type 1), ou se décrocher (type 2) et former une zone de réaction annulaire de type diffusion (type 2a) ou non-annulaire de type pré-mélangée (type 2b), ou enfin disparaître (type 3). Ces structures de flamme ont été caractérisées ^par imagerie et spectroscopie de chimiluminescence. Les champs aérodynamiques des écoulements réactifs et non-réactifs, ainsi que les champs de fraction de mélange non-réactifs ont été mesurés par PIV et PLIF. L'ensemble de ces résultats a permis de mettre en avant des échelles de longueur et de vitesse pertinentes pour la détermination de critères de stabilité sur la géométrie de ces flammes. La transition entre le type 1 et les autres est pilotée par une compétition entre la chimie de O2i-BFG et leur mélange organisé par les grandes structures. La transition entre les types 2a, 2b et 3 est décrite par le mélange de jets coaxiaux O2i-BFG et le rapport de leurs vitesses. Les paramètres déterminés à l'échelle du laboratoire ont ensuite été corroborés à l'échelle semi-industrielle de 500 kW.
Author: 1982-.. Letty
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : en
Pages : 291
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Book Description
This work deals with V-shaped two-phase flames stabilised in a pseudo-laminar or moderated turbulent flow. Some gaseous fuel is also injected to help turbulent flames stabilisation. An experimental approach and a numerical approach (Direct Numerical Simulation) are conducted simultaneously. The same tools are used for post-processing of experimental and numerical data. The flow is experimentally charaterised in term of droplet size distribution (Malvern), turbulent properties (PIV), qualitative fuel repartition (PLIF on acetone) and droplet temperature distribution (rainbow refractometry). The gaseous flow is numerically defined by Navier-Stokes equations in an eulerian framework. Two-way coupling is use to determine interaction of gaseous and liquid phases. A lagrangian solver is used for the dispersed phase. Chemical kinetics is derived from complex chemistry results computed with Chemkin (San Diego mechanism for n-heptane with acetone oxydation reactions). Flame front is artificially thickened (Flame thickness factor and efficiency function). This enables reduction of the mesh size which is time saving. Mean geometrical and local properties of the flame front are determined: morphology, flame angle, progress variable, flame brush evolution, curvature and strain rate. The mean flame angle is used to ajust DNS parameters. The evolution of the droplets mean temperature is presented for different turbulent conditions and from experimental and numerical approaches. DNS fields are used to develop a calculation method of strain rate from experimental data following tensorial method.
Author: D Brian Spalding
Publisher: Elsevier
ISBN: 1483188175
Category : Reference
Languages : en
Pages : 393
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Book Description
Genmix: A General Computer Program for Two-dimensional Parabolic Phenomena explains a computer program called GENMIX. The main intention of the program is to be used as a tool of instructions. The name of the program is a mixture of two considerations: its generality and its concern for mixing processes. The book aims to help the potential user to understand the physical and mathematical basis of the topic computer program. It is also the aim of the book to make the program applicable to practical problems. The book is arranged in such a way as to parallel a course of lectures and associated computer-workshop sessions wherein the student is allowed to do some elementary computations as soon as he has gained some knowledge of the method. The book contains the mathematical, physical, and computer-coding aspects of the program. Concepts such as the boundary layer, two-dimensional, and steady- flow are defined and discussed in depth. The text will be a useful tool for computer instructors and students.
Author: Suhas V. Patankar
Publisher:
ISBN:
Category : Science
Languages : en
Pages : 248
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