ETUDE DE LA COMBUSTION ISOCHORE D'UN MELANGE METHANE/AIR ET DES TRANSFERTS THERMIQUES GAZ-PAROI PDF Download
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IL EST TRES DIFFICILE DE TENIR COMPTE DES PERTES THERMIQUES AU NIVEAU DES PAROIS AU COURS DE LA COMBUSTION DE MELANGES REACTIFS. GENERALEMENT CELLES-CI SONT NEGLIGEES DANS LES MESURES EXPERIMENTALES OU DANS LES CALCULS. LE BUT DE LA PRESENTE ETUDE EST DE METTRE EN EVIDENCE L'IMPORTANCE DE CES TRANSFERTS DANS LE CAS D'UNE COMBUSTION ISOCHORE D'UN MELANGE REACTIF METHANE/AIR POUR DIFFERENTES CONDITIONS INITIALES. LE MEMOIRE COMPREND DEUX PARTIES, L'UNE CONSACREE A UNE ETUDE EXPERIMENTALE QUI CONSISTE A MESURER LES PRESSIONS DE CHAMBRE EN FIN DE COMBUSTION. CELLES-CI MONTRENT LA PERTE D'ENTHALPIE DUE A CES TRANSFERTS PAR RAPPORT A UNE COMBUSTION ADIABATIQUE. DES MESURES OPTIQUES DE TEMPERATURE AXIALE MONTRENT A LEUR TOUR L'INFLUENCE DU RAYONNEMENT DES GAZ BRULES EGALEMENT VERS CES PAROIS. L'AUTRE PARTIE CONSISTE A METTRE EN PLACE UN MODELE NUMERIQUE ELABORE A PARTIR D'UNE COMBUSTION PAR TRANCHE ET ETENDU A LA PHASE DE REFROIDISSEMENT DES GAZ. CE MODELE PERMET DE MONTRER L'INFLUENCE RESPECTIVE DE LA CONDUCTION ENTRE GAZ ET PAROIS ET DU RAYONNEMENT DES GAZ NON LUMINEUX (CO#2 ET H#2O) DANS LES TRANSFERTS THERMIQUES TOTAUX. ETANT DONNEES LES TRES FAIBLES VITESSES DE DEPLACEMENT DES GAZ, LA CONVECTION DANS CE CAS JOUE UN ROLE NEGLIGEABLE.
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IL EST TRES DIFFICILE DE TENIR COMPTE DES PERTES THERMIQUES AU NIVEAU DES PAROIS AU COURS DE LA COMBUSTION DE MELANGES REACTIFS. GENERALEMENT CELLES-CI SONT NEGLIGEES DANS LES MESURES EXPERIMENTALES OU DANS LES CALCULS. LE BUT DE LA PRESENTE ETUDE EST DE METTRE EN EVIDENCE L'IMPORTANCE DE CES TRANSFERTS DANS LE CAS D'UNE COMBUSTION ISOCHORE D'UN MELANGE REACTIF METHANE/AIR POUR DIFFERENTES CONDITIONS INITIALES. LE MEMOIRE COMPREND DEUX PARTIES, L'UNE CONSACREE A UNE ETUDE EXPERIMENTALE QUI CONSISTE A MESURER LES PRESSIONS DE CHAMBRE EN FIN DE COMBUSTION. CELLES-CI MONTRENT LA PERTE D'ENTHALPIE DUE A CES TRANSFERTS PAR RAPPORT A UNE COMBUSTION ADIABATIQUE. DES MESURES OPTIQUES DE TEMPERATURE AXIALE MONTRENT A LEUR TOUR L'INFLUENCE DU RAYONNEMENT DES GAZ BRULES EGALEMENT VERS CES PAROIS. L'AUTRE PARTIE CONSISTE A METTRE EN PLACE UN MODELE NUMERIQUE ELABORE A PARTIR D'UNE COMBUSTION PAR TRANCHE ET ETENDU A LA PHASE DE REFROIDISSEMENT DES GAZ. CE MODELE PERMET DE MONTRER L'INFLUENCE RESPECTIVE DE LA CONDUCTION ENTRE GAZ ET PAROIS ET DU RAYONNEMENT DES GAZ NON LUMINEUX (CO#2 ET H#2O) DANS LES TRANSFERTS THERMIQUES TOTAUX. ETANT DONNEES LES TRES FAIBLES VITESSES DE DEPLACEMENT DES GAZ, LA CONVECTION DANS CE CAS JOUE UN ROLE NEGLIGEABLE.
Author: Salah Amara Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 16
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Les variations rapides de pression et de température influent considérablement sur les échanges thermiques instantanés entre le gaz et les parois de la chambre de combustion. Une étude expérimentale de la densité surfacique du flux de chaleur échangé en deux points de la paroi de la culasse a permis en effet de mettre en évidence l'accumulation d'énergie dans la couche limite thermique qui se manifeste par un déphasage temporel entre le flux et l'écart de température global gaz-paroi. En régime laminaire instationnaire, une simulation de ces échanges fait bien apparaître des extrema locaux de température dans la couche limite thermique. Une interprétation du mécanisme de formation et de déplacement de ces extrema est donnée. Les échanges thermiques en régime turbulent sont décrits à l'aide du modèle monodimensionnel de yang et martin ou l'effet de la turbulence est pris en compte par le biais de la conductivité thermique turbulente. Ce modèle a été modifie pour limiter l'augmentation de la conductivité thermique turbulente avec la distance à la paroi. Le paramètre de limitation est lié à la valeur locale de la viscosité turbulente. Le modèle ainsi obtenu permet une meilleure détermination de l'épaisseur de la couche limite thermique et s'adapte de lui-même à toute situation intermédiaire entre le régime laminaire et les régimes fortement turbulents, la densité du flux de chaleur étant modulée en conséquence. L'implantation de ce modèle dans le code de simulation kiva2 a montré que la prise en compte des instationnarités de température et de pression constitue une amélioration par rapport aux lois de paroi logarithmiques mais se révèle insuffisante. Une superposition du modèle monodimensionnel et d'une loi de paroi logarithmique rendant compte de l'effet de la vitesse tangentielle donne des résultats se rapprochant au mieux des évolutions expérimentales et ceci pour différentes vitesses de rotation. Une étude paramétrique comparative est ensuite réalisée pour montrer l'impact du choix d'un modèle de calcul du flux de chaleur pariétal sur la détermination des champs de vitesse, de température, d'énergie cinétique turbulente et de son taux de dissipation à la fin de la course de compression.
Author: Salvador Malheiro Publisher: Omniscriptum ISBN: 9786131558153 Category : Languages : fr Pages : 284
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Les travaux pr sent s dans ce m moire concernent l' tude exp rimentale de la combustion d'un m lange h t rog ne globalement pauvre, apr s injection directe de m thane. Une approche exp rimentale hors moteur en chambre statique volume constant puis dans la Machine Compression Rapide a t retenue. Cette tude a pour objectif, d'une part de mieux comprendre les ph nom nes physiques pr sents dans ce type de combustion afin de r duire significativement la richesse globale du m lange, et d'autre part d' valuer l'efficacit de la combustion dans la perspective d'une application moteur future. L' tude des rat s d'allumage a permis de valider d'une mani re innovatrice les mesures de champs de richesses obtenues par PLIF. Il a t prouv exp rimentalement que l'allumage de m langes de richesse globale inf rieur au limite d'inflammabilit d'un m lange homog ne est possible. La ma trise de l' coulement de swirl et du phasage entre l'injection et l'allumage a permis d' allumer un m lange de richesse globale de 0.12 (masse de m thane huit fois plus faible que le cas stoechiom trique) avec un 'rendement de pression' de 90%.
Author: Simon Le guen Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Du fait du durcissement des normes en matière d'émissions polluantes et de gaz à effet de serre, les constructeurs automobiles développent des groupes motopropulseurs toujours plus sophistiqués et mettent au point des stratégies de contrôle moteur avancées. Dans ce contexte, les outils de simulation interviennent à toutes les étapes du processus de développement d'un moteur. Il est donc nécessaire de posséder des modèles à la fois fiables et simples d'utilisation. Les transferts thermiques entre les gaz et les parois de la chambre de combustion influencent des postes clés tels que la consommation et les émissions polluantes. Néanmoins ceux-ci sont difficiles à modéliser du fait de la complexité associée à leur caractérisation expérimentale. Au cours du travail de thèse, une instrumentation spécifique permettant de mesurer directement le flux de chaleur aux parois des chambres de combustion des moteurs à piston a été développée. Les mesures spécifiques réalisées dans différentes conditions de fonctionnement sont combinées à des mesures standards afin de d'étudier les phénomènes gouvernant le transfert de chaleur. Ces résultats sont utilisés pour comparer les principaux modèles zéro-dimensionnels provenant de la littérature et les différentes méthodes de calibration disponibles. Leur précision ainsi que leur prédictivité sont évaluées et des modifications sont proposées.
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UN MECANISME DETAILLE DE LA COMBUSTION DU METHANE COMPRENANT 221 REACTIONS ELEMENTAIRES ET INCLUANT LA FORMATION DES OXYDES D'AZOTE A ETE ELABORE A PARTIR D'UN MODELE CINETIQUE PRE-EXISTANT. IL A ETE VALIDE POUR DIFFERENTS TYPES D'EXPERIENCES (REACTEUR AGITE, TUBE A CHOC, FLAMMES LAMINAIRES ET REACTEUR A ECOULEMENT) ET DANS DES CONDITIONS OPERATOIRES VARIEES (RICHESSE, TEMPERATURE, PRESSION). CE MECANISME A SERVI DE REFERENCE POUR LA CONSTRUCTION D'UN MODELE CINETIQUE GLOBAL A SIX REACTIONS ET DIX ESPECES PERMETTANT DE REPRODUIRE SUR UNE LARGE PLAGE DE RICHESSE ET AVEC UNE BONNE PRECISION LES DELAIS D'AUTO-INFLAMMATION, LES PROFILS DE TEMPERATURE ET DE CONCENTRATION DES ESPECES MAJORITAIRES (REACTIFS INITIAUX ET PRODUITS DE COMBUSTION), DU MONOXYDE D'AZOTE ET DU MONOXYDE DE CARBONE. AVEC CE MECANISME, LES TEMPS D'INTEGRATION DU SYSTEME DIFFERENTIEL SONT ENVIRON VINGT FOIS INFERIEURS A CEUX REQUIS POUR LE MECANISME DETAILLE
Author: A. HALUK.. AZOV Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 174
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LA SURFACE VERTICALE QUI BRULE DE BAS EN HAUT PEUT ETRE DIVISEE EN DEUX PARTIES: UNE ZONE DE PYROLYSE ET UNE ZONE DE COMBUSTION. LA COUCHE LIMITE THERMIQUE CORRESPOND A LA ZONE DE MELANGE DE L'AIR AMBIANT AVEC LES GAZ LIBERES PAR LA SURFACE SOUS L'INFLUENCE DU TRANSFERT DE CHALEUR A LA PAROI. ON CARACTERISE LES COUCHES LIMITES THERMIQUE ET DE CISAILLEMENT AFIN DE MIEUX APPREHENDER LEUR INTERACTION AVEC LA SURFACE SOLIDE ET DE PREVOIR LA VITESSE DE COMBUSTION. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX OBTENUS POUR UNE PAROI DE PMMA SOULIGNENT L'IMPORTANCE DE LA CONDITION LIMITE A L'INFINI ET NOTAMMENT CELLE DU FLUX EXTERIEUR
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CE TRAVAIL CONCERNE LE TRANSFERT DE CHALEUR ENTRE LES GAZ ET LES PAROIS DE LA CHAMBRE DE COMBUSTION DES MOTEURS ALTERNATIFS A ALLUMAGE COMMANDE. AFIN DE MIEUX SEPARER LES PARAMETRES, LES ESSAIS ONT ETE EFFECTUES DANS DEUX MACHINES A COMPRESSION RAPIDE. LA PREMIERE PRIVILEGIANT LES EFFETS DE LA COMPRESSION ET LA SECONDE LE MOUVEMENT DES GAZ. LE FLUX DE CHALEUR A ETE DETERMINE A PARTIR D'UN THERMOGRAMME OBTENU SUR LA FACE EXTERNE D'UNE PAROI, EN RESOLVANT LE PROBLEME INVERSE EN CONDUCTION THERMIQUE. CETTE METHODE CONSISTE A INJECTER, SUR LA FACE INTERNE DE LA PAROI DE LA CHAMBRE, A UN INSTANT DONNE, UN FLUX DE CHALEUR ESTIME. ON DETERMINE ENSUITE, PAR UNE METHODE NODALE, LA REPARTITION DE TEMPERATURE DANS L'EPAISSEUR DE LA PAROI. LE FLUX DE CHALEUR CORRESPONDANT A LA TEMPERATURE MESUREE, SUR LA FACE EXTERNE DE LA PAROI, EST CALCULE PAR ITERATION. AFIN D'ELIMINER LES PROBLEMES D'ALIGNEMENT, POSES PAR LES VIBRATIONS DE LA MACHINE, LA LIAISON OPTIQUE, ENTRE LA SURFACE EMETTRICE DE LA CHAMBRE ET LE CAPTEUR, EST ASSUREE PAR UNE FIBRE OPTIQUE. LES ESSAIS ONT ETE EFFECTUES AVEC DES MELANGES GAZEUX PROPANE AIR, DE RICHESSE COMPRISE ENTRE 0,8 ET 1,2. L'ANALYSE SIMULTANEE DES SIGNAUX DE PRESSION, DE TEMPERATURE, DES CARTOGRAPHIES DU FLUX, LE LONG DU DIAMETRE DE LA CULASSE PASSANT PAR LE POINT D'ALLUMAGE, ET DE LA POSITION DE LA FLAMME, VISUALISEE EN OMBROSCOPIE OU EN STRIOSCOPIE RAPIDE, ONT PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE LA CORRELATION ENTRE CES PARAMETRES. LES FLUX DE CHALEUR AINSI DETERMINES SONT EN BON ACCORD AVEC CEUX MESURES DANS LES MOTEURS ET CEUX OBTENUS PAR SIMULATION NUMERIQUE. ENFIN, NOUS AVONS MONTRE QUE LE RAPPORT ENTRE LE FLUX MAXIMAL EN UN POINT, ET LA DENSITE D'ENERGIE DEGAGEE PAR LA COMBUSTION, AU MOMENT DU PASSAGE DE FLAMME EN CE POINT: 1) EST PROPORTIONNEL A P##0#,#8 (P ETANT LA PRESSION DANS LA CHAMBRE), 2) NE DEPEND PAS DE LA RICHESSE, 3) DEPEND DU NIVEAU DE TURBULENCE
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L'AUTO-INFLAMMATION DE MELANGES COMBUSTIBLES A BASE D'HYDROCARBURES LEGERS - METHANE, ETHANE - DILUES PAR L'ARGON OU L'AZOTE A ETE ETUDIEE SUR UNE LARGE GAMME DE COMPOSITION ET DE PRESSION PAR LA TECHNIQUE DU TUBE A CHOC. DES CORRELATIONS ENTRE DELAI D'AUTO-INFLAMMATION, TEMPERATURE ET CONCENTRATIONS ONT ETE ETABLIES POUR DES MELANGES METHANE - OXYGENE - ARGON, METHANE - OXYGENE - AZOTE, ETHANE - OXYGENE - ARGON. L'INFLUENCE D'UN ADDITIF TEL QUE L'ETHANE, SECOND CONSTITUANT DU GAZ NATUREL, SUR LE DELAI D'AUTO-INFLAMMATION DE MELANGE METHANE - OXYGENE - ARGON A EGALEMENT ETE ETUDIE. UNE CORRELATION ENTRE COMPOSITION ET DELAI EST PROPOSEE POUR CES MELANGES. A PARTIR DE CES DELAIS NOUS AVONS EVALUE LA SUSCEPTIBILITE A LA DETONATION DES MELANGES METHANE - AIR, ETHANE - AIR ET GAZ NATUREL - AIR. DE CETTE ESTIMATION, NOUS AVONS ETABLI DEUX CLASSES DE MELANGES ; CEUX POUR LESQUELS LE FRONT DE FLAMME EST SUSCEPTIBLE DE SE PROPAGER EN REGIME DE DETONATION DANS UN CONDUIT CYLINDRIQUE D'UNE PART, ET CEUX POUR LESQUELS LA DETONATION NE PEUT PAS SE DEVELOPPER D'AUTRE PART. L'INFLUENCE D'OBSTACLES REPETES SUR LA PROPAGATION DES FLAMMES DE CHACUNE DE CES CLASSES DE MELANGE A ETE OBSERVEE, DE FACON QUALITATIVE, DANS UNE ENCEINTE CYLINDRIQUE DE RAPPORT LONGUEUR SUR DIAMETRE DE 20
Author: Abdesslam Bentamer
Author: Abdesslam Bentamer
Author: Salvador Malheiro
Author: Salah Amara
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Author: VERONIQUE.. VASLIER