Etude des flammes de diffusion turbulentes PDF Download
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Book Description
La simulation numérique directe est utilisée dans cette thèse pour étudier les flammes de diffusion turbulentes. Les simulations ont été réalisées dans deux configurations distinctes, une couche de mélange et un écoulement turbulent homogène et isotrope. L'objectif général de ce travail est l'étude détaillée des notions introduites par les modèles de flammelettes et en particulier par le modèle de flamme cohérente. Les résultats obtenus sur les taux de réaction le long du front de flamme et sur la densité de surface de flamme montrent qu'une modélisation fondée sur le concept de flamme cohérente est satisfaisante
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La simulation numérique directe est utilisée dans cette thèse pour étudier les flammes de diffusion turbulentes. Les simulations ont été réalisées dans deux configurations distinctes, une couche de mélange et un écoulement turbulent homogène et isotrope. L'objectif général de ce travail est l'étude détaillée des notions introduites par les modèles de flammelettes et en particulier par le modèle de flamme cohérente. Les résultats obtenus sur les taux de réaction le long du front de flamme et sur la densité de surface de flamme montrent qu'une modélisation fondée sur le concept de flamme cohérente est satisfaisante
Author: Bénédicte Cuenot Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 192
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LES FLAMMES DE DIFFUSION TURBULENTES SONT LE MECANISME DE COMBUSTION DE NOMBREUX SYSTEMES PROPULSEURS (STATOREACTEUR SUPERSONIQUE PAR EXEMPLE). DANS DE TELS SYSTEMES, LE COMBUSTIBLE ET L'OXYDANT SONT AMENES SEPAREMENT DANS LA CHAMBRE DE COMBUSTION. A L'ENDROIT OU LES DEUX FLUX ENTRENT EN CONTACT SE CREE UNE INTERFACE, DONT LA POSITION ET L'EPAISSEUR DEPENDENT DES CONDITIONS AUX LIMITES, DE LA CINETIQUE CHIMIQUE ET DES VITESSES DE DIFFUSION. C'EST DANS CETTE ZONE QUE SE MELANGENT PAR DIFFUSION LES DEUX REACTIFS ET QUE S'ALLUME EVENTUELLEMENT LA FLAMME. DANS DE TELS SYSTEMES, LE RENDEMENT DE COMBUSTION, DIRECTEMENT LIE A LA CINETIQUE CHIMIQUE MAIS AUSSI A L'EFFICACITE DE MELANGE, EST NETTEMENT AUGMENTE PAR LA TURBULENCE. AU COURS DU TRAVAIL PRESENTE, DEUX APPROCHES COMPLEMENTAIRES SONT UTILISEES POUR ETUDIER CE PHENOMENE: UNE APPROCHE THEORIQUE D'UNE PART (METHODE ASYMPTOTIQUE), ET UNE APPROCHE NUMERIQUE D'AUTRE PART (SIMULATION NUMERIQUE DIRECTE). A CAUSE DES CINETIQUES CHIMIQUES TRES RAPIDES RENCONTREES DANS LA PLUPART DES SYSTEMES PROPULSEURS (COMBUSTION DE L'HYDROGENE DANS LE CAS DU STATOREACTEUR SUPERSONIQUE PAR EXEMPLE), LA ZONE DE REACTION SITUEE A L'INTERFACE DES DEUX FLUX EST TRES MINCE PAR RAPPORT AUX AUTRES ECHELLES CARACTERISTIQUES DU SYSTEME. UNE ANALYSE ASYMPTOTIQUE NOUS PERMET DE CALCULER UNE SOLUTION APPROCHEE, CONSTRUITE SUR UN NOMBRE ADIMENSIONNEL CARACTERISTIQUE, LE NOMBRE DE DAMKOHLER. LA SIMULATION NUMERIQUE DIRECTE PERMET DE CALCULER DES FLAMMES DE DIFFUSION LAMINAIRES OU TURBULENTES DANS DES GEOMETRIES SIMPLES, PAR LA RESOLUTION DIRECTE DES EQUATIONS DE CONSERVATION, SANS MODELE DE TURBULENCE, NI HYPOTHESE D'EQUILIBRE CHIMIQUE. CES CALCULS APPORTENT DES INFORMATIONS LOCALES ET INSTANTANEES SUR LES INTERACTIONS ENTRE LA FLAMME ET LA TURBULENCE, EN MEME TEMPS QU'UNE ETUDE STATISTIQUE GLOBALE UTILE A LA MODELISATION. ENFIN, LA COMPARAISON DES SOLUTIONS ISSUES DES DEUX METHODES-THEORIQUE ET NUMERIQUE- PERMET UNE VALIDATION RECIPROQUE DANS LE CAS DE LA FLAMME DE DIFFUSION LAMINAIRE MONODIMENSIONNELLE. APRES AVOIR VERIFIE LA BONNE CORRESPONDANCE ENTRE LES DEUX SOLUTIONS, ON UTILISE CETTE METHODE DE COMPARAISON POUR EVALUER LES EFFETS DE COURBURE ET D'INSTATIONNARITE, D'ABORD DANS UNE CONFIGURATION D'INTERACTION FLAMME-PAIRE DE TOURBILLONS, ENSUITE DANS UNE CONFIGURATION DE FLAMME TURBULENTE, ABOUTISSANT A DES DIAGRAMMES DE REGIME DE COMBUSTION TURBULENTE
Author: BUI VAN.. GA Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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AFIN D'AMELIORER LA CONNAISSANCE SUR LA COMBUSTION ET LES TRANSFERTS THERMIQUES DANS LE MOTEUR DIESEL, UNE ETUDE GLOBALE DES FLAMMES PARIETALES TURBULENTES DE DIFFUSION A ETE EFFECTUEE. LE SYSTEME D'EQUATIONS FONDAMENTALES QUI DECRIT CETTE FLAMME EST TOUT D'ABORD ETABLI. CERTAINS MODELES DE TURBULENCE FONT APPARAITRE DES SOLUTIONS POUR LES CHAMPS DE VITESSE, D'ENTHALPIE ET DE CONCENTRATIONS DANS LA COUCHE LIMITE. LA DECOMPOSITION DU COEFFICIENT DE TRANSFERT DE CHALEUR EN PARTIE INERTE ET PARTIE REACTIVE EST POSSIBLE EN RESOLVANT L'EQUATION D'ENERGIE AVEC UN TERME DE CHALEUR DE REACTION. UNE METHODE DE CORRELATION POUR MESURER LA VITESSE MOYENNE ET UNE METHODE DE MESURE DU FLUX DE CHALEUR SURFACIQUE PAR ANALYSE DE LA SEULE TEMPERATURE DE PAROI SONT DEVELOPPEES. LES CHAMPS PHYSIQUES DE LA FLAMME PARIETALE SONT DECRITS PAR DES ECHELLES D'EPAISSEUR, VITESSE ET TEMPERATURE MAXIMALES EVOLUANT EN LOIS DE PUISSANCE EN FONCTION DE LA DISTANCE RADIALE. LES LOIS LOGARITHMIQUES ET LA LOI EN PUISSANCE 1/7 DECRIVENT MAL LES PROFILS DE VITESSE ET D'ENTHALPIE DANS LA COUCHE LIMITE DE FLAMME PARIETALE. LA SOLUTION DE DEISSLER, BASEE SUR L'HYPOTHESE DE VON KARMAN, REPRODUIT BIEN LES PROFILS MESURES. QUELQUES CARACTERISTIQUES DE LA TURBULENCE SONT DEDUITES DE L'ANALYSE DES FLUCTUATIONS DE TEMPERATURE. LES INFLUENCES DE DIFFERENTS PARAMETRES SUR LES CHAMPS PHYSIQUES DE LA FLAMME SONT ETUDIEES, EN PARTICULIER LA TEMPERATURE DE PAROI. UNE FORMULATION D'UN NOMBRE DE NUSSELT EST OBTENUE
Author: NADIA.. EL RHANNI BEN DJOUADI Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 212
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ON ETUDIE DES FLAMMES TURBULENTES DE TYPE JET REACTIF OU LES FORCES DE GRAVITE PRENNENT UNE IMPORTANCE CROISSANTE, OBTENUES A L'AIDE D'UN BRULEUR DE 8MM DE DIAMETRE ALIMENTE EN PROPANE, POUR DES PUISSANCES DE 10 ET 2,8 KW. UN MODELE BIDIMENSIONNEL PARABOLIQUE, DE CE TYPE DE FLAMME A ETE MIS AU POINT A PARTIR D'UN PROGRAMME DE CALCUL DE JET TURBULENT AXISYMETRIQUE STATIONNAIRE
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CE TRAVAIL PORTE SUR L'ETUDE EXPERIMENTALE DE LA STABILISATION ET DU SOUFFLAGE DES FLAMMES DE DIFFUSION TURBULENTES SUSPENDUES AU-DESSUS D'UN INJECTEUR. DANS LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL, NOUS AVONS UTILISE LA FLUORESCENCE INDUITE PAR LASER SUR LE RADICAL OH, POUR EFFECTUER UNE ETUDE PARAMETRIQUE ET STATISTIQUE SUR LES HAUTEURS ET LES RAYONS D'ACCROCHAGE DE LA FLAMME SUSPENDUE. LES RESULTATS ONT MONTRE QUE LE COMPORTEMENT MOYEN DE LA FLAMME, EST LIE AUX MOUVEMENTS DES GROSSES STRUCTURES DANS LE JET TURBULENT. DANS LA SECONDE PARTIE, NOUS AVONS COUPLE LA FLUORESCENCE INDUITE PAR LASER SUR LE RADICAL OH AVEC LA VELOCIMETRIE PAR IMAGES DE PARTICULES, AFIN DE CARACTERISER LES PROPRIETES DYNAMIQUES EN AMONT DE LA FLAMME. A PARTIR DES IMAGES DE FLUORESCENCE DE OH, NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE L'EXISTENCE D'UNE EXTREMITE PROPAGATIVE A LA BASE DE LA FLAMME. DES MESURES CONDITIONNEES DE VITESSES DANS LES GAZ FRAIS A LA BASE DE LA FLAMME, AINSI QU'A LA POSITION DE L'EXTREMITE PROPAGATIVE MONTRENT QUE LA FLAMME STABILISE DANS UNE REGION OU LES VITESSES DE L'ECOULEMENT SONT PROCHES DE LA VITESSE DE PROPAGATION D'UNE FLAMME LAMINAIRE DE PREMELANGE. DANS LA DERNIERE PARTIE, NOUS AVONS REALISE DEUX EXPERIENCES AFIN D'ETUDIER LE MELANGE JUSTE EN AMONT DE LA BASE DE LA FLAMME. LA PREMIERE PERMET DE CALCULER LA RICHESSE A LA BASE DE LA FLAMME PAR ANALYSE DES INTENSITES DE CHIMILUMINESCENCE DE RADICAUX. LA SECONDE DONNE LES VALEURS DE LA FRACTION DE MELANGE JUSTE EN DESSOUS DE LA FLAMME A PARTIR D'IMAGES DE FLUORESCENCE D'UN TRACEUR INJECTE DANS LE JET CENTRAL. LES RESULTATS DE CES DEUX INVESTIGATIONS, TENDENT A PROUVER QUE LE MELANGE INFLAMMABLE EN DESSOUS DE LA BASE DE LA FLAMME DEVIENT DE PLUS EN PLUS PAUVRE LORSQUE LA VITESSE DE SORTIE DES GAZ AUGMENTE. LES RESULTATS DE CES TRAVAUX ONT PERMIS DE DECRIRE LES PROPRIETES DE LA TURBULENCE ET DU MELANGE DE L'ECOULEMENT A LA BASE DES FLAMMES SUSPENDUES, ET DE FOURNIR DES DONNEES DE VALIDATION AUX CODES DE CALCUL NUMERIQUE.
Author: Roland Borghi Publisher: Editions TECHNIP ISBN: 9782710807582 Category : Combustion Languages : fr Pages : 520
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Théorie de la combustion : flammes de prémélange, de diffusion, propagation et stabilisation des flammes, flammes laminaires, flammes turbulentes, brouillard de gouttelettes, écoulements réactifs, et autres phénomènes thermochimiques impliqués dans les chambres de combustion pour la propulsion ou la production d'énergie.
Author: Jie Chen Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 195
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L'ETUDE A POUR OBJECTIF D'APPORTER UNE CONTRIBUTION A LA COMPREHENSION DES EFFETS DE GRAVITE SUR LES FLAMMES DE DIFFUSION TURBULENTES REPRESENTATIVES D'INCENDIE. POUR CELA, UN FEU DE NAPPE D'HYDROCARBURE DE PETITE DIMENSION (PUISSANCE CALORIFIQUE DE L'ORDRE DU KILOWATT, DIAMETRE EGAL A 6.2 CM) EST PARTIELLEMENT SIMULE PAR L'INJECTION D'UN COMBUSTIBLE GAZEUX (ETHANE) AU TRAVERS D'UNE SURFACE POREUSE PLACEE AU SEIN D'UNE ENCEINTE. L'INFLUENCE DE LA FLOTTABILITE EST ETUDIEE AU TRAVERS DE LA GRAVITE (0.2 A 12 G#0) ET LA PRESSION (0.3 A 3 ATM) ET EVALUEE SUR LA HAUTEUR, LA FREQUENCE DE PULSATION, LA FRACTION D'ENERGIE RAYONNEE, AINSI QUE SUR LES DISTRIBUTIONS DE VITESSE ET DE TEMPERATURE. DES MODELISATIONS DU TYPE FROUDE ET DE PRESSION SONT UTILISEES POUR INTERPRETER LES RESULTATS EXPERIMENTAUX. LES RESULTATS DE CETTE ETUDE CONTRIBUENT A UNE MEILLEURE EVALUATION DES FACTEURS D'ECHELLE POUR DES FLAMMES DE DIFFUSION REPRESENTATIVES D'INCENDIE, ET AIDENT A LA VALIDATION DE CERTAINS ASPECTS DES MODELES DE FROUDE ET DE LA PRESSION. ENFIN LES TENDANCES OBTENUES DANS LES EVOLUTIONS DES CARACTERISTIQUES DE FLAMME DEVRAIENT FOURNIR DES INFORMATIONS FONDAMENTALES POUR LA MODELISATION DE TELLES FLAMMES
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Ce travail présente l’étude de flammes turbulentes non-prémélangées et partiellement prémélangées par simulations numériques directes (DNS) en utilisant des modèles détaillés de chimie de transport. L’interaction entre une flamme H2/Air et un champ de turbulence est simulée et l’influence de la diffusion différentielle sur la structure de la flamme est qualifiée. On note en particulier l’absence de corrélation entre la température de flamme et le taux de dissipation scalaire quand un modèle de transport élaboré est utilisé, ainsi qu’une modification de la limite d’équilibre. Le ré-établissement de l’équation de flammelettes avec la prise en compte d’un nombre de Lewis non unitaire pour la fraction de mélange Z permet de prendre en compte, au moins partiellement, cet effet. Une simulation de l’interaction entre une flamme non-prémélangée H2/Air et une paire de tourbillons avec des modèles détaillés de chimie et de transport a été réalisée, post traitée et analysée. Une extinction de la flamme est observée et la structure partiellement prémélangée au bord de la zone réactive est étudiée. On montre que le radical OH est un bon traceur de la zone d’extinction de la flamme, mais qu’il ne « voit » pas l’intensification de l’activité chimique dans les zones partiellement prémélangées. L’auto-allumage d’une flamme turbulente non prémélangée a été examiné. Les résultats de DNS permettent d’extraire des informations sur la prévision de la localisation du premier site d’autoallumage, sur l’influence du modèle de transport et sur la structure partiellement prémélangée observée. La répétition des calculs permet une étude statistique de l’influence de la turbulence sur le temps d’allumage. Le test a priori d’un nouveau modèle de combustion turbulente basé sur le concept de densité de surface de flamme généralisée donne de premiers résultats prometteurs.
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DESCRIPTION DE L'APPAREILLAGE EXPERIMENTAL UTILISE POUR L'ETUDE DE LA FLAMME DE DIFFUSION TURBULENTE DANS UNE CHAMBRE DE COMBUSTION AVEC INJECTION PARIETALE DE PROPANE. ASPECT DE LA FLAMME ET LIMITES DE SA STABILITE. RESULTATS DES MESURES DES PROFILS DE VITESSE, DE TEMPERATURE ET DE CONCENTRATION DES ESPECES STABLES
Author: Marc Vachon Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 196
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DEVELOPPEMENT D'UN MODELE DE TYPE INTEGRAL (MONODIMENSIONNEL) REPRESENTATIF DES FLAMMES SE DEVELOPPANT SUR LES SURFACES HORIZONTALES DES ELEMENTS DE MOBILIER LORS D'UN INCENDIE DANS UN LOCAL ET PERMETTANT, MOYENNANT UN TEMPS DE CALCUL RELATIVEMENT FAIBLE, DE PREDIRE DE FACON SATISFAISANTE LES CARACTERISTIQUES DE L'ECOULEMENT, ET FRACTIONS MASSIQUES D'ESPECES INTERMEDIAIRES
Author: Benoït Delhaye
Author: Benoït Delhaye
Author: Bénédicte Cuenot
Author: BUI VAN.. GA
Author: NADIA.. EL RHANNI BEN DJOUADI
Author: CHRISTOPHE.. MAUREY
Author: Roland Borghi
Author: Jie Chen
Author: Renan Hilbert
Author: NADINE.. HARIVEL
Author: Marc Vachon