CONTRIBUTION A LA MISE AU POINT DE DIAGNOSTICS POUR L'ETUDE DE LA TRANSITION DEFLAGRATION-DETONATION DANS LES MELANGES GAZEUX PDF Download
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DANS UN PREMIER TEMPS L'EXAMEN DE LA TRANSITION DEFLAGRATION-DETONATION T.D.D., PAR UNE METHODE ELECTRIQUE BASEE SUR L'EVOLUTION DE LA CONDUCTIVITE DES PRODUITS DE COMBUSTION, PERMET DE DETERMINER DE FACON SYSTEMATIQUE LE TEMPS DE T.D.D. ET D'EN DEDUIRE LA DISTANCE DE I T.D.D. DANS UN DEUXIEME TEMPS, LA MISE AU POINT D'UNE METHODE DE VISUALISATION PAR TOMOGRAPHIE LASER, PERMET DE DETERMINER LE TEMPS DE T.D.D. POUR DIFFERENTS TYPES DE MELANGES COMBUSTIBLES ET D'EXAMINER LA PHASE INITIALE DU DEVELOPPEMENT DE LA DEFLAGRATION DANS LE CAS DES MELANGES H::(2)/AIR ET H::(2)/O::(2) STOECHIOMETRIQUES DILUES AVEC L/AZOTE
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DANS UN PREMIER TEMPS L'EXAMEN DE LA TRANSITION DEFLAGRATION-DETONATION T.D.D., PAR UNE METHODE ELECTRIQUE BASEE SUR L'EVOLUTION DE LA CONDUCTIVITE DES PRODUITS DE COMBUSTION, PERMET DE DETERMINER DE FACON SYSTEMATIQUE LE TEMPS DE T.D.D. ET D'EN DEDUIRE LA DISTANCE DE I T.D.D. DANS UN DEUXIEME TEMPS, LA MISE AU POINT D'UNE METHODE DE VISUALISATION PAR TOMOGRAPHIE LASER, PERMET DE DETERMINER LE TEMPS DE T.D.D. POUR DIFFERENTS TYPES DE MELANGES COMBUSTIBLES ET D'EXAMINER LA PHASE INITIALE DU DEVELOPPEMENT DE LA DEFLAGRATION DANS LE CAS DES MELANGES H::(2)/AIR ET H::(2)/O::(2) STOECHIOMETRIQUES DILUES AVEC L/AZOTE
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Cette étude traite de la détonation et de la Transition Déflagration Détonation, TDD, en conduite dans les mélanges binaires H2/C3H8-Air. L'accent est mis sur les mécanismes d'accélération de flamme en présence d'obstacles. Les grandeurs caractéristiques de détonation autonome (célérité, pression et taille de cellule) et la distance de TDD ont été mesurées pour différentes richesses et proportions d'hydrogène dans le propane. En particulier, les effets de l'obstacle (longueur et nature) et du diamètre du tube sur la TDD ont été examinés. Les résultats montrent que les corrélations classiques Taille de cellule - Longueur d'induction chimique pour la détonation et Taille de cellule - Longueur de transition pour la TDD - bien établies pour les mélanges simples - restent valables pour ces mélanges binaires. L'addition du C3H8 à H2 diminue la détonabilité du combustible binaire. Des visualisations d'accélération de flamme par ombroscopie ont été réalisées à l'aide de caméras ultra-rapides dan le but d'identifier les mécanismes physiques contrôlant ce processus pour différentes configurations d'obstacles. Les enregistrements ont mis en évidence deux phases de propagation. Dans la première, les instabilités intrinsèques de la flamme, l'augmentation de sa surface ainsi que la combustion turbulente retardée - résultant de la zone de recirculation entre deux obstacles successifs - jouent un rôle prédominant. Dans la deuxième, l'accélération est contrôlée par l'interaction du front de flamme et des ondes de choc réfléchies sur les obstacles ou sur les parois du confinement. Il en résulte une forte accélération de la flamme avec établissement d'un régime de blocage thermique qui, dans certaines conditions, mène à l'apparition de la détonation.
Author: Pascal Bauer (professeur des universités).) Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 193
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ETUDE DES PROPRIETES DE DETONATION DES MELANGES GAZEUX A BASE D'HYDROCARBURES, D'OXYGENE ET D'AZOTE ET A DES CONDITIONS DE PRESSION INITIALE COMPRISES ENTRE 1 ET 150 BARS. LES CELERITES DE DETONATIONS ONT ETE MESUREES DANS DES TUBES DE DIFFERENTS DIAMETRES ET DES VALEURS ONT ETE CONFRONTEES A CELLES RESULTANT DE CALCULS FONDES SUR DES EQUATIONS D'ETAT DE GAZ REELS JUSQU'ALORS UTILISEES POUR DETERMINER LES CARACTERISTIQUES DE DETONATION D'EXPLOSIFS CONDENSES. L'EQUATION D'ETAT DE BOLTZMANN ET CELLE DE PERCUS YEVICK ONT ETE RETENUES POUR TRADUIRE LE COMPORTEMENT THERMODYNAMIQUE DES PRODUITS DE LA DETONATION DANS CES MELANGES EN SE REFERANT A LA CELERITE DE DETONATION, COMPTE TENU DE L'ECART ENTRE LA THEORIE ET L'EXPERIENCE QUI EST DE L'ORDRE DE L'INCERTITUDE DE MESURE. DES MESURES OPTIQUES DE LA STRUCTURE DU FRONT DE DETONATION ONT, PAR AILLEURS, ETE EFFECTUEES A L'AIDE D'UN PYROMETRE MONOCHROMATIQUE, A COURT TEMPS DE REPONSE, CONDUISANT AINSI A LA DETERMINATION DE L'INFLUENCE DE LA PRESSION INITIALE (DANS UN DOMAINE COMPRIS ENTRE 1 ET 50 BARS) SUR LA LONGUEUR DE CELLULE, LA LONGUEUR D'INDUCTION ET LE DIAMETRE CRITIQUE DE CES MELANGES. L'INFLUENCE DE LA RICHESSE ET DE LA DILUTION EN INERTE Y EST DECRITE. LE ROLE DU MODE D'AMORCAGE DANS LA FORMATION ET LA PROPAGATION DE LA DETONATION D'UN MELANGE A PRESSION ELEVEE, CONFINE DANS UN TUBE, EST DISCUTE
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Les processus physico-chimiques de propagation des détonations dans les mélanges hétérogènes gaz-particules solides ou gaz-gouttelettes liquides ont été analysés à partir de simulations numériques de la structure cellulaire de détonation. Dans le cas des suspensions de particules d'aluminium, deux modèles de combustion ont été incorporés au code de calcul EFAE du LCD. En utilisant un seul paramètre d'ajustement pour se calibrer sur les résultats expérimentaux existants, on obtient des valeurs raisonnables de la largeur caractéristique de la structure cellulaire lambda = 40 cm pour le mélange Al / Air et lambda = 5-10 cm pour le mélange Al/O(2). L'influence du diamètre des particules dpo a été mise en évidence sur les longueurs de zones d’induction Li et de combustion Lc (Li ~ dpo et Lc ~ dpo (1.8) ) et sur la structure cellulaire lambda ~ dpo1.4. Contrairement au cas des détonations gazeuses, l'inflammation des particules n'a pas lieu derrière les points triples, mais dans les zones de basse pression où la concentration en particules est plus faible, permettant ainsi leur inflammation rapide. Le régime hélicoïdal de détonation a été simulé pour la première fois dans les mélanges de particules d'aluminium en suspension dans une atmosphère gazeuse oxydante. Les valeurs du rayon critique de détonation Rc et de l'énergie critique d’initiation Ec (obtenues par extension des corrélations établies dans les gaz) ont été prédites : Rc = 1 m, Ec = 10(5) J (Al / O(2)) et Rc = 8m, Ec = 5.12 x 10(7) J (Al / Air). Elles sont confirmées par les expériences existantes. Dans le cas d'aérosols de gouttelettes d'hydrocarbures, un modèle d'évaporation basé sur le mode dit de « stripping » derrière un choc et sur le régime diffusif, couplé à une cinétique chimique à deux étapes (induction-combustion) a été incorporé au code. Les premières simulations de la structure cellulaire pour les mélanges air-octane mènent à une taille de cellule en accord avec les résultats expérimentaux existants (lambda = 4,5 cm).
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DETERMINATION EXPERIMENTALE DES CARACTERISTIQUES DES DETONATIONS DE MELANGES HYDROCARBURES, OXYGENE DILUES DANS DE L'AZOTE, A DES PRESSIONS INITIALES COMPRISES ENTRE 1 ET 50 BARS, AU MOYEN DE SONDES D'IONISATION, D'UN PYROMETRE A 4 COULEURS ET D'UN CAPTEUR PIEZOELECTRIQUE. L'ANALYSE DES RESULTATS CONDUIT A CONSTATER QUE L'EQUATION DE BOLTZMANN FONDEE SUR L'IDEALITE DES MELANGES, PERMET DE PREVOIR CONVENABLEMENT LES CELERITES DE DETONATIONS, CE QUI N'EST RELATIVEMENT PAS LE CAS POUR L'EQUATION DE CARNAHAN-STARLING QUI TIENT COMPTE DES PROPRIETES DES GAZ REELS
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SONT EXAMINEES LES CONDITIONS D'INITIATION DE LA DETONATION CYLINDRIQUE DES MELANGES A BASE DE METHANE. L'APPORT D'ENERGIE D'INITIATION PAR FIL EXPLOSIF EST VARIABLE, QUANTIFIE ET DEPOSE SOIT AU CENTRE SOIT A UN ANGLE DE LA CHAMBRE D'EPAISSEUR VARIABLE. LA PROPAGATION DES ONDES DE CHOC ET DE COMBUSTION EST CARACTERISEE A L'AIDE DE CAPTEUR DE PRESSION, DE SONDES D'IONISATION, DE LA TECHNIQUE DES TRACES. LES PARAMETRES DE L'ETUDE SONT LA RICHESSE DU MELANGE METHANE-OXYGENE, LA TENEUR EN INERTE (AZOTE), LA PRESSION INITIALE, L'EPAISSEUR DE LA BOMBE ET L'ADDITION DE PROPANE. L'INITIATION DIRECTE DE LA DETONATION N'A JAMAIS ETE OBSERVEE ; PAR CONTRE DEUX MODES DE TRANSITION DEFLAGRATION-DETONATION SONT MIS EN EVIDENCE SELON LE LIEU D'APPORT D'ENERGIE. UN RAYON MAXIMUM EST OBSERVE. LA STRUCTURE CELLULAIRE EST CLAIREMENT EXPLOITEE. LES DIFFERENTS PARAMETRES DYNAMIQUES DE LA DETONATION SONT CORRELES ENTRE-EUX PERMETTANT UNE ETUDE COMPARATIVE APPROFONDIE DES ENERGIES CRITIQUES CORRELANT CELLES PLANE, CYLINDRIQUE ET SPHERIQUE
Author: Ratiba Zitoun
Author: Ratiba Zitoun
Author: Guanbing Cheng
Author: Michel Veyssiere
Author: Pascal Bauer (professeur des universités).)
Author: Numa Manson
Author: Jacques Brossard
Author: Arnaud Briand
Author: MUSTAPHA.. FERDJOUNI
Author: Yvon Laure (ingénieur-docteur)
Author: Miloud Aminallah