Etude expérimentale de la combustion initiée par effet catalytique d'un mélange hydrogène-air en écoulement supersonique PDF Download

Author: Marc Bellenoue
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Languages : fr
Pages : 126

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LE STATOREACTEUR A COMBUSTION EN FLUX SUPERSONIQUE EST L'UN DES PROPULSEUR AEROBIE ENVISAGES POUR LES VEHICULES HYPERSONIQUES (M > 5). LORS DE LA TRANSITION DU REGIME D'ECOULEMENT SUBSONIQUE AU REGIME SUPERSONIQUE DANS LA CHAMBRE DE COMBUSTION, LES CONDITIONS A L'ENTREE DE CELLE-CI N'AUTORISENT PAS L'INFLAMMATION SPONTANEE DU CARBURANT (HYDROGENE). LE BUT DES TRAVAUX PRESENTES DANS CE MEMOIRE EST, D'UNE PART, LA MISE AU POINT D'UN PROCEDE D'INITIATION DE LA COMBUSTION LORS DE CETTE TRANSITION, D'AUTRE PART, L'ETUDE DU DEVELOPPEMENT DE LA COMBUSTION D'UN PREMELANGE D'HYDROGENE ET D'AIR. UNE SOUFFLERIE SUPERSONIQUE A HAUTE TEMPERATURE GENERATRICE A ETE REALISEE A CETTE FIN. UN MODELE NUMERIQUE MONODIMENSIONNEL A ETE ELABORE AFIN DE DEDUIRE, DES REPARTITIONS DE PRESSIONS PARIETALES, LE RENDEMENT DE COMBUSTION. L'INSTALLATION D'UNE PLAQUE CATALYTIQUE DE PLATINE PUR EN PAROI A PERMIS D'ETUDIER L'INITIATION ET LE DEVELOPPEMENT DE LA COMBUSTION POUR DES RICHESSES DE 0,13 A 0,21. UN TEL CATALYSEUR A ETE CHOISI AFIN DE PALLIER AU PHENOMENE DE FRITTAGE QUI SE PRODUIT A HAUTE TEMPERATURE. L'ETUDE DE DEUX LONGUEURS DE PLAQUES CATALYTIQUES A MONTRE LE ROLE ESSENTIEL DE CE PARAMETRE SUR LE PROCESSUS D'ALLUMAGE. EN OUTRE, L'IMPORTANCE DES PERTES DE CHALEURS AUX PAROIS A EGALEMENT ETE MISE EN EVIDENCE. CE TRAVAIL A ETE COMPLETE PAR LA DEFINITION D'UN DISPOSITIF PASSIF AERODYNAMIQUE D'AMELIORATION DES TAUX DE MELANGE DES COUCHES CISAILLEES SUPERSONIQUES ; SON PRINCIPE CONSISTE A GENERER DES TOURBILLONS DONT L'AXE EST PARALLELE A LA DIRECTION PRINCIPALE DES ECOULEMENTS. L'INFLUENCE DE L'INCIDENCE DES GENERATEURS DE TOURBILLONS A ETE EXAMINEE. LE DISPOSITIF A ENSUITE ETE ADAPTE AU CAS REACTIF AFIN D'ACCROITRE LE RENDEMENT DE LA COMBUSTION. IL S'EST AVERE TRES EFFICACE PUISQUE, POUR DES RICHESSES SUPERIEURES A 0,19, L'EMBALLEMENT DE LA COMBUSTION A ETE OBSERVE

Author: Yves D'Angelo
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Languages : fr
Pages : 260

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L'OBJET DE CE TRAVAIL CONCERNE L'ANALYSE ET LA SIMULATION NUMERIQUE D'ECOULEMENTS SUPERSONIQUE REACTIFS. DANS UNE PREMIERE PARTIE, ON ETUDIE LA STABILISATION D'UNE FLAMME PAR EFFET DE MACH AU SEIN D'UN ECOULEMENT AIR-HYDROGENE PREMELANGE BIDIMENSIONNEL. ON PRESENTE D'ABORD UNE ANALYSE PHENOMENOLOGIQUE DES CONDITIONS D'ALLUMAGE ET DE STABILISATION D'UNE FLAMME A L'AVAL D'UN SYSTEME STATIONNAIRE D'ONDES DE CHOCS. CETTE ETUDE MONTRE QU'IL EST NECESSAIRE DE TENIR COMPTE DE LA REACTION CHIMIQUE DANS LA STRUCTURE CONSIDEREE. ON EXPLORE ENSUITE LA STABILITE DE QUELQUES METHODES IMPLICITES ET LINEAIREMENT IMPLICITES POUR LA RESOLUTION DES EQUATIONS DE LA CINETIQUE CHIMIQUE COMPLEXE EXPLOSIVE AIR-HYDROGENE, ET ON EFFECTUE EGALEMENT L'ANALYSE DE STABILITE DE TELS SCHEMAS DANS DES CAS SIMPLIFIES, MONTRANT EN PARTICULIER LEUR INADEQUATION POUR DES CINETIQUES RAPIDES ET TROP FORTEMENT EXOTHERMIQUES. POUR DES SIMULATIONS STATIONNAIRES OU INSTATIONNAIRES, ON ADOPTE UNE METHODE A PAS FRACTIONNAIRES FONDEE D'UNE PART SUR UN SOLVEUR DE RIEMANN MULTI-ESPECES EXPLICITE DU DEUXIEME ORDRE, EN VOLUMES FINIS NON STRUCTURES, ET D'AUTRE PART SUR UN SOLVEUR SPECIALISE POUR LA CHIMIE, TEL QUE LIMEX OU LSODE. ON TERMINE CETTE PARTIE PAR QUELQUES RESULTATS DE SIMULATIONS BIDIMENSIONNELLES, POUR UNE COMBUSTION AIR-HYDROGENE AVEC CINETIQUE COMPLEXE ET LOI D'ETAT REALISTE. LE DEUXIEME VOLET ABORDE L'ETUDE DES PHENOMENES DE TRANSPORTS DIFFUSIF ET TURBULENT. LA METHODE DE RESOLUTION DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES LAMINAIRES EST FONDEE SUR UNE FORMULATION VOLUMES FINIS STRUCTURES. LE DEUXIEME ORDRE EST ATTEINT PAR LE SCHEMA T.V.D. DE HARTEN, QUI SE RAPPORTE IDENTIQUEMENT AU FLUX DE ROE AU PREMIER ORDRE. POUR ACCELERER LA CONVERGENCE VERS UN ETAT STATIONNAIRE, ON UTILISE UN SCHEMA IMPLICITE LINEARISE. L'INVERSION DU SYSTEME LINEAIRE RESULTANT S'EFFECTUE GRACE A UNE METHODE DE GAUSS-SEIDEL PAR LIGNES. LE TERME SOURCE CHIMIQUE FAIT L'OBJET D'UN TRAITEMENT PARTICULIER, VISANT A CONSERVER DES PROPRIETES DE POSITIVITE DES VALEURS PROPRES DES MATRICES JACOBIENNES INTERVENANT DANS L'IMPLICATION. LES EFFETS DE LA TURBULENCE SONT PRIS EN COMPTE PAR UN MODELE K-EPSILON, ET L'INTERACTION CINETIQUE CHIMIQUE-TURBULENCE PAR UNE APPROCHE EN DENSITE DE PROBABILITE PRESUMEE EN TEMPERATURE. DES ESSAIS NUMERIQUES SONT ALORS EFFECTUEES D'ABORD DANS QUELQUES SITUATIONS ACADEMIQUES, EN PARTICULIER POUR UNE COUCHE DE MELANGE COMPRESSIBLE A MASSE VOLUMIQUE FORTEMENT VARIABLE. ON TERMINE PAR DES COMPARAISONS AVEC DES RESULTATS DE LA LITTERATURE DE COUCHE DE MELANGE REACTIVE AIR-HYDROGENE, AINSI QU'UNE EXPERIENCE DE COMBUSTION SUPERSONIQUE

Author: Michel René-Corail
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Languages : fr
Pages : 166

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CE MEMOIRE PRESENTE UNE ETUDE NUMERIQUE DE LA COMBUSITON DANS DEUX CONFIGURATIONS DE BASE, LA COUCHE DE MELANGE ET LES JETS CONCENTRIQUES, LORSQUE LA COMBUSTION RESULTE DU MELANGE DE DEUX ECOULEMENTS SUPERSONIQUES CONTENANT L'UN L'OXYDANT, L'AUTRE LE COMBUSTIBLE. LE PREMIER CHAPITRE EST CONSACRE A LA FORMULATION MATHEMATIQUE DU PROBLEME ET AUX SIMPLIFICATIONS QU'IL EST LEGITIME D'Y INTRODUIRE (PARABOLISATION DU SYSTEME D'EQUATIONS) ET QUE NOUS UTILISERONS DANS CE TRAVAIL. NOUS Y PRESENTONS AUSSI LE CODE DE CALCUL QUE NOUS AVONS DEVELOPPE POUR CONDUIRE CETTE ETUDE. DANS LE SECOND CHAPITRE, NOUS PRESENTONS UNE ETUDE SYSTEMATIQUE DE L'INFLUENCE DES PARAMETRES PHYSICO-CHIMIQUES ET AERODYNAMIQUE DE L'ECOULEMENT, SUR LES CONDITIONS D'ALLUMAGE ET LA STRUCTURE DE LA COMBUSTION DANS LES COUCHES DE MELANGE ET LES JETS UTILISANT POUR CETTE ETUDE UNE MODELISATION DU PROCESSUS CHIMIQUE PAR UNE REACTION GLOBALE. LE TROISIEME CHAPITRE EST CONSACRE A L'ETUDE DES CONFIGURATIONS DE COUCHES DE MELANGE ET DE JETS LORSQUE LE COMBUSTIBLE EST DE L'HYDROGENE ET L'OXYDANT DE L'AIR. CETTE ETUDE PREND EN COMPTE UNE CINETIQUE CHIMIQUE REALISTE MULTIREACTIONNELLE (38 REACTIONS ELEMENTAIRES) ET MULTI-ESPECES (9 ESPECES). NOUS MONTRONS QUE POUR CES REACTIFS, LA ZONE DE COMBUSTION PRESENTE UNE STRUCTURE TRES PARTICULIERE, STRUCTURE QUE NOUS EXPLIQUONS A PARTIR DES SPECIFICITES DE LA CINETIQUE CHIMIQUE DES REACTIONS DE L'HYDROGENE DANS L'AIR ET DES PROPRIETES DE TRANSPORT DE CES DEUX REACTIFS. L'ETUDE DE L'INFLUENCE DU DIFFERENTIEL DE VITESSE ENTRE LES ECOULEMENTS D'HYDROGENE ET D'AIR MET EN EVIDENCE UN COMPORTEMENT NON MONOTONE DE LA LONGUEUR D'INDUCTION DU A L'INFLUENCE DE LA DISSIPATION VISQUEUSE. DANS LE QUATRIEME CHAPITRE, NOUS PRECISONS L'INFLUENCE EXERCEE SUR LES RESULTATS PAR LA PARABOLISATION DU SYSTEME D'EQUATIONS

Author: Valéry Morgenthaler
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Languages : fr
Pages : 163

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LE TRAVAIL QUE NOUS PRESENTONS DANS CE MEMOIRE EST CONSACRE A L'ETUDE NUMERIQUE DU DEVELOPPEMENT DE LA COMBUSTION DANS LA ZONE DE MELANGE RESULTANT DE L'INTERACTION DE DEUX JETS CONCENTRIQUES SUPERSONIQUES ET TURBULENTS DANS LE CAS OU LE JET CENTRAL EST CONSTITUE PAR DE L'HYDROGENE ET LE JET EXTERNE PAR DE L'AIR. NOUS NOUS SOMMES INTERESSES PLUS PARTICULIEREMENT A L'INTERACTION EXISTANT ENTRE LA TURBULENCE, LA COMBUSTION ET LES EFFETS DE COMPRESSIBILITE PROPRES AUX ECOULEMENTS SUPERSONIQUES ET AUX OUTILS ACTUELLEMENT DISPONIBLES POUR MODELISER CES DIFFERENTS PHENOMENES. DEUX CAS ONT ETE CONSIDERES : I) LORSQUE L'ECHELLE DE TEMPS CARACTERISTIQUE DU MELANGE TURBULENT EST GRANDE DEVANT L'ECHELLE DE TEMPS CARACTERISTIQUE DU PROCESSUS CHIMIQUE, NOUS AVONS RETENU, POUR MODELISER LA COMBUSTION, UN MODELE DE FLAMMELETTES. DEUX CAS ONT ETE ENVISAGES : UN MODELE DE FLAMMELETTES CLASSIQUE DIRECTEMENT ISSU DES MODELES MIS AU POINT POUR LES ECOULEMENTS SUBSONIQUES (PETERS (1984, 1986) ET KUZNETSOV ET SABEL'NIKOV (1990) ET UN MODELE DE FLAMMELETTES COMPRESSIBLE PRENANT EN COMPTE LA CONVERSION ENERGIE CINETIQUE-ENERGIE THERMIQUE. II) LORSQUE L'ECHELLE DE TEMPS CARACTERISTIQUE DU MELANGE TURBULENT EST FAIBLE (OU COMPARABLE) DEVANT L'ECHELLE DE TEMPS CARACTERISTIQUE DU PROCESSUS CHIMIQUE, DEUX MODELES ONT ETE TESTES AFIN DE PRENDRE EN COMPTE LA LONGUEUR DE LA ZONE D'INDUCTION : LE MODELE PROPOSE PAR MASTORAKOS ET AL. (1997) ET LE PEUL PROPOSE PAR BORGHI ET POURBAIX (1983). DEUX TYPES DE DEPENDANCES FONCTIONNELLES ONT ETE CONSIDERES POUR LA PDF DE LA FRACTION DE MELANGE : UNE DETERMINATION CLASSIQUE DU TYPE FONCTION BETA ET UNE DETERMINATION, MOINS CLASSIQUE, PROPOSEE PAR KUZNTESOV ET SABEL'NIKOV (1990) ET DESTINEE A PRENDRE EN COMPTE LE ROLE DE L'INTERMITTENCE SUR LES TRANSPORTS TURBULENTS. DES CONCLUSIONS SONT DEVELOPPEES SUR LES CONDITIONS D'APPLICATION DES DIFFERENTS MODELES ET SUR LEURS CAPACITES A PREDIRE LE DEVELOPPEMENT DE LA COMBUSTION DANS LES CONFIGURATIONS ETUDIEES.

Author: LUIS FERNANDO.. FIGUEIRA DA SILVA
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Languages : fr
Pages : 168

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NOUS RAPPORTONS DANS CE MEMOIRE LES RESULTATS D'UNE ETUDE NUMERIQUE FONDAMENTALE DE L'ALLUMAGE ET DU DEVELOPPEMENT DE LA COMBUSTION DANS UNE COUCHE LIMITE SUPERSONIQUE. ON CONSIDERE POUR CE FAIRE L'ECOULEMENT D'UN MELANGE D'HYDROGENE ET D'AIR SUR UNE PLAQUE PLANE, DANS LES CONDITIONS DE TEMPERATURE ET DE PRESSION OU L'ECOULEMENT A L'EXTERIEUR DE LA COUCHE LIMITE EST CHIMIQUEMENT FIGE. LES CONDITIONS POUR LESQUELLES L'INFLAMMATION DU MELANGE PEUT ETRE EFFECTIVEMENT OBTENUE SONT RECHERCHEES DE MANIERE SYSTEMATIQUE, EN FONCTION DES CARACTERISTIQUES DE L'ECOULEMENT EXTERNE (NOMBRE DE MACH, TEMPERATURE, RICHESSE) ET DES CONDITIONS AUX LIMITES A LA PAROI. ON MET AINSI EN EVIDENCE LES CONDITIONS POUR LESQUELLES CET ALLUMAGE EST ENTIEREMENT CONTROLE PAR L'ECHAUFFEMENT DU AUX EFFETS DE DISSIPATION VISQUEUSE. LA STRUCTURE PRISE PAR LA COUCHE LIMITE REACTIVE EST ETUDIEE EN DETAIL. TROIS REGIONS SONT MISES EN EVIDENCE ET LES MECANISMES CONTROLANT CHACUNE D'ELLES SONT IDENTIFIES. CETTE ETUDE NUMERIQUE EST EFFECTUEE SUR LA BASE DES HYPOTHESES CLASSIQUES DE LA COUCHE LIMITE STATIONNAIRE BIDIMENSIONNELLE SANS VARIATION DE PRESSION MAIS INCLUANT UN SCHEMA CINETIQUE DETAILLE POUR LA COMBUSTION H#2-AIR. LA METHODE DE CALCUL QUE NOUS AVONS MISE AU POINT PERMET DE TRAITER AUSSI DEUX SITUATIONS OU LES REACTIFS NE SONT PAS INITIALEMENT MELANGES: LA COUCHE DE MELANGE BIDIMENSIONNELLE ET LES JETS BIDIMENSIONNELS. DES STRUCTURES DE BASE POUR L'ALLUMAGE ET LE DEVELOPPEMENT DE LA COMBUSTION DANS CES DEUX GEOMETRIES SONT PRESENTEES. POUR TERMINER, NOUS PRESENTONS UNE METHODE DE CALCUL DES EQUATIONS DE BILAN COMPLETES BIDIMENSIONNELLES INSTATIONNAIRES, DESTINEE A L'ETUDE DES CONFIGURATIONS POUR LESQUELLES LE CHAMP DE PRESSION N'EST PLUS UNIFORME ET INCLUANT EN PARTICULIER L'INTERACTION ENTRE DES ONDES DE CHOC ET DES CONFIGURATIONS PRESENTEES PRECEDEMMENT. QUELQUES RESULTATS ILLUSTRATIFS SONT PRESENTES

Author: Maria De Stefano
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Languages : fr
Pages : 223

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En raison de sa nature hautement inflammable, l’hydrogène constitue un risque technologique important et son utilisation nécessite un très haut niveau de sûreté. Le travail de thèse présenté dans ce mémoire a été réalisé en collaboration avec EDF et s’inscrit dans le cadre des études de sécurité liées à la libération d’hydrogène dans un des locaux de l’îlot nucléaire. Le dégagement d’une fuite peut, en effet, entraîner la formation d’une atmosphère inflammable, qui peut exploser et provoquer des graves dégâts.Cette étude vise ainsi à apporter une meilleure compréhension des phénomènes de dispersion et de déflagration à l’issue d’une fuite d’hydrogène. Les résultats expérimentaux obtenus à échelle de laboratoire sont comparés aux simulations numériques obtenues via le logiciel FLACS. Un plan détaillé a donc été élaboré, en divisant le mémoire en deux parties : dispersion et déflagration. Pour chaque partie, un point bibliographique est proposé, ainsi qu’une description des dispositifs expérimentaux utilisés. Une partie expérimentale et numérique est présentée pour chacun des deux phénomènes. Les travaux réalisés ici ont donc permis d’obtenir une analyse réelle et complète du phénomène de rejet d’hydrogène en milieu fermé et obstrué et d’explosion de mélange hétérogène hydrogène-air à petite et grande échelle. Les cas les plus pénalisants en termes de concentration maximale et gradient de concentration ont été identifiés à travers une étude paramétrique sur l’influence du débit et de la position du rejet sur la dispersion. Les conséquences lors de la déflagration de ces mélanges hydrogène-air ont ensuite été étudiées à travers l’analyse de l’onde de pression et de la propagation de la flamme.

Author: Olivier Guérineau
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Languages : fr
Pages : 265

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La combustion supersonique est bien adaptée à la propulsion des véhicules hypersoniques aérobies. Le statoréacteur àcombustion supersonique (superstatoréacteur) surclasse les systèmes plus classiques (turboreacteur, statoreacteur à combustion subsonique) lorsque le Mach de vol dépasse 7. La conception des foyers à combustion supersonique pose des problèmes fondamentaux et techniques difficiles. Des questions spécifiques posées par l'accrochage par une onde de choc au sein d'un mélange hydrogène-air. Une cinétique réactionnelle complexe est sélectionnée puis utilisée. Elle rend compte des principaux phénomènes caractérisant la combustion de l'hydrogène dans l'air : temps d'allumage, limites d'explosibilité d'un mélange stœchiométrique. Un code volumes finis, résolvant les équations de Navier-Stokes réactives, est adapté aux calculs de combustion supersonique. Les méthodes numériques employées sont exposées : en particulier la description des flux d'Euler par des solveurs approchés de Riemann (méthode de Roe, méthode des courbes de choc, flux d'Osher). Ces méthodes précises se sont cependant révélées délicates à utiliser du fait de la raideur du système. Deux configurations principales de calcul ont été dégagées d'une étude bibliographique des expériences et calculs de combustion faisant intervenir des chocs. Une étude numérique de l'allumage d'une flamme hydrogène-air derrière un disque de mach est présentée pour la première fois. Elle permet d'affirmer que les ondes observées dans les expériences précédemment citées sont des ondes de choc, et non pas des ondes de détonation. La position du disque de mach dépend de la modélisation employée au cours des calculs. La seconde configuration est celle d'un dièdre plonge dans un écoulement prémélangé air-hydrogène d'un nombre de Mach de 3. Les résultats prouvent que des détonations obliques fortes peuvent être stables, cette configuration constituant un mode d'accrochage envisageable pour une flamme. Ils montrent de plus les limites de la théorie classique des polaires de détonation aux hypothèses trop simplificatrices (propriétés thermodynamiques constantes). Enfin un calcul reprenant la première configuration à une température plus élevée met en évidence l'analogue de la réflexion de Mach pour des ondes de détonation. Ces études montrent qu'un tel système peut-être instable. Ces études concernant des situations pouvant se produire au sein de la chambre de combustion d'un superstatoréacteur, mettent en évidence des phénomènes dont il faut tenir compte.

Author: Eric Bavoil
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Languages : fr
Pages : 202

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CETTE ETUDE EST LIEE AUX EFFETS DES EXPLOSIONS EN REGIME DE DEFLAGRATION D'UN NUAGE D'HYDROGENE ET D'AIR A BASSE TEMPERATURE INITIALE POUVANT RESULTER D'UN REJET ACCIDENTEL DANS L'AIR D'HYDROGENE LIQUIDE. NOUS AVONS ETUDIE, POUR UNE GRANDE GAMME DE RICHESSE DE CE MELANGE, L'EFFET DE LA DIMINUTION DE LA TEMPERATURE INITIALE (DE 293K A 100K) SUR : - LA VITESSE FONDAMENTALE DE FLAMME, DONT NOUS AVONS ETABLI LA LOI EXPERIMENTALE DE DEPENDANCE A LA PRESSION, LA TEMPERATURE ET LA RICHESSE QUE NOUS AVONS COMPAREE AVEC SUCCES A CELLE DEDUITE DE RESULTATS DE CALCULS NUMERIQUES MENES A PARTIR D'UN SCHEMA DE CINETIQUE CHIMIQUE A 23 REACTIONS ET EGALEMENT A CELLES EXTRAPOLEES DE LOIS EMPIRIQUES DE LA LITTERATURE OBTENUES POUR DES TEMPERATURES SUPERIEURES A 293K. - LES EFFETS DE PRESSION DES EXPLOSIONS INDUITS DANS L'ENVIRONNEMENT AERIEN PAR LA DEFLAGRATION DE CHARGES HEMISPHERIQUES OU CYLINDRIQUES, EN COMPARAISON A CEUX PRODUITS PAR UNE SOURCE D'EXPLOSION MONO-POLE DE TYPE ACOUSTIQUE. - LA PROPAGATION ET LA STRUCTURE DU FRONT DE FLAMME SELON LES CONDITIONS DE PROPAGATION (LIBRE OU CONFINE) PAR VISUALISATION STRIOSCOPIQUE RAPIDE. CETTE ETUDE MONTRE CLAIREMENT QUE L'ABAISSEMENT DE LA TEMPERATURE INITIALE PROVOQUE LA DIMINUTION DE LA VITESSE FONDAMENTALE DE FLAMME DES MELANGES HYDROGENE-AIR ALORS QUE, EN RAISON DE L'ACCROISSEMENT DE LA DENSITE DU MILIEU INITIAL, LE RAPPORT D'EXPANSION DES GAZ AUGMENTE. CONCERNANT LES AMPLITUDES DE PRESSION PRODUITES PAR LES DEFLAGRATIONS AERIENNES LIBRES DE CHARGES SPHERIQUES, CES DEUX FACTEURS JOUENT EN SENS INVERSE ET SONT MODULES PAR UN TROISIEME FACTEUR (DEPENDANT DE LA TEMPERATURE ET DE LA RICHESSE) PRENANT EN COMPTE LA DIFFERENCE D'IMPEDANCE ACOUSTIQUE DES MILIEUX, MELANGE ET AIR, DANS LA TRANSMISSION DES ONDES DE PRESSION. AINSI DANS CERTAINES CONDITIONS, EN PARTICULIER AUTOUR DE LA STOECHIOMETRIE, LES AMPLITUDES DES EFFETS DE PRESSION PEUVENT ETRE PLUS ELEVEES A BASSE TEMPERATURE INITIALE QU'A L'AMBIANTE.

Author: Marie Théron
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Languages : fr
Pages : 348

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Ce travail a été entrepris dans le cadre de l’optimisation de la combustion hydrogène/air dans les chambres de combustion de propulseurs aérobies. On s’attache initialement à caractériser expérimentalement le mélange et la combustion dans un jet d’hydrogène issu d’une fente dans un co-courant d’air (configuration nominale). Le comportement du jet inerte s’approche de celui du jet fortement advecté. En conditions réactives, il est plutôt caractéristique de la transition entre jet faiblement et fortement advecté, du fait de la présence d’un fort gradient de pression favorable induit par le dégagement de chaleur. Le jet réactif est également caractérisé par la présence d’un mouvement cohérent de pulsation longitudinale de fréquence 700Hz. Plusieurs facteurs traduisent un mélange moins effectif par rapport au cas inerte. La topologie de la zone de réaction est étudiée, et l’évaluation du taux de combustion justifie l’étude de dispositifs passifs augmentateurs de mélange pour l’optimisation de la combustion, sous forme de pattes inclinées placées aux bords de fuite de l’injecteur, génératrices de vorticité longitudinale. Une étude numérique met en exergue les phénomènes mis en jeu ainsi que l’influence de l’inclinaison des pattes sur le mélange résultant en conditions inertes. Une étude expérimentale du cas réactif met en évidence une efficacité certaine des pattes. Enfin, les perspectives de ce travail concernent essentiellement l’amélioration des dispositifs « hypermélangeurs », et notamment leur modification pour la résolution des problèmes d’accrochage de flamme rencontrés.

Author: Ostape Papirnyk
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Languages : fr
Pages : 90

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