Influence des gouttes d'éthanol sur la propagation d'une flamme laminaire prémélangée

Résumé

Ce mémoire évalue numériquement l’influence des gouttes d’éthanol sur la propagation d’une flamme laminaire prémélangée. Un modèle numérique simplifié, ciblé sur l’étude de la propagation libre de flammes prémélangées et monodimensionnelles dans des milieux diphasiques à 300 K, a été développé sous le logiciel COSILAB. Couplé à une cinétique détaillée de la combustion de l’éthanol, ce modèle a été validé par comparaison à des résultats expérimentaux et numériques issus de la littérature. Une étude paramétrique a été menée pour quantifier l’influence du diamètre initial des gouttes, de la pression initiale, et de la richesse liquide et totale du mélange frais sur la propagation de la flamme. Celle-ci a notamment révélé que l’augmentation du diamètre initial des gouttes et de la richesse liquide a un effet significatif sur la vitesse de flamme. Il s’est en effet avéré que les grosses gouttes (diamètre supérieur à 11 μm) s’évaporent moins bien et pénètrent dans la flamme. Cette évaporation tardive induit une diminution de la richesse effective ayant diverses répercussions : - pour les mélanges pauvres, une diminution de l’intensité des réactions, un épaississement et un ralentissement de la flamme; - pour les mélanges riches, un rapprochement de la stoechiométrie provoquant des réactions plus intenses, un affinement et une accélération de la flamme. Pour de petites gouttes (de 8 μm de diamètre), l’augmentation de la pression conduit en outre à des richesses effectives proches des richesses totales et favorisant l’évaporation. La flamme diphasique se comporte alors comme la flamme gazeuse équivalente. Finalement, des corrélations sont proposées afin de reproduire les comportements obtenus avec le modèle.

Date	15 déc. 2014
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Patrice Seers (Directeur(-trice))