Chapitre 6
6. Etude expérimentale de l'influence de la
taille des gouttelettes sur la détonation d'aérosols de
carburants liquides
6.1 Introduction
Ce chapitre a pour but d'exposer les résultats
expérimentaux sur la formation de la détonation dans les
aérosols des carburants étudiés. Afin de
caractériser la détonation, des mesures de
célérité et de pression sont effectuées et les
caractéristiques de la structure cellulaire sont également
étudiées. Ces résultats permettront de mettre en
évidence l'influence éventuelle de la granulométrie sur la
détonation des carburants étudiés.
Pour l'ensemble des expériences effectuées, les
conditions expérimentales correspondantes sont reprises dans le tableau
6.1.
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Dispositif
d'atomisation
|
Dispositif
d'amorçage
|
Conditions initiales de tir
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Dimensions
de la plaque
de suie (mm)
|
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Taille de l'aérosol
(um)
|
Prémélange
gazeux
|
Pression
d'initiation
(bars)
|
Inflammateur
|
Température
(K)
|
Pression
(bars)
|
420 * 53
|
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5
|
C2H4/O2
richesse 1
|
2 ou 3
|
Electrique
|
293
|
1
|
Tableau 6.1 - Conditions expérimentales
des différents tests réalisés
6.2 Initiation de la détonation par un tube à
choc (booster)
Le dispositif d'amorçage de la détonation se
fait par tube à choc dont le fonctionnement est décrit au
chapitre 3. Ce dispositif permet d'obtenir la propagation d'un choc sur toute
la longueur du tube. Dans un premier temps, les caractéristiques de
l'onde de choc produite par le booster seul dans le tube principal sont
étudiées pour les conditions initiales suivantes :
? prémélange C2H4/O2 stoechiométrique
sous 2 bars de pression initiale, ? prémélange C2H4/O2
stoechiométrique sous 3 bars de pression initiale
Les célérités moyennes du choc en
fonction de la distance de propagation le long du tube principal sont
indiquées à la figure 6.1. Les courbes montrent que quelle que
soit la pression initiale, l'onde de choc ralentit lors de sa propagation. On
notera que sous une pression initiale de 3 bars, la
célérité du choc est supérieure à celle
initiée sous 2 bars, ce qui serait à priori une situation plus
favorable à la transition choc/détonation pour amorcer la
détonation.
Célérité de choc (m/s)
1500,00
1400,00
1300,00
1200,00
1100,00
1000,00
900,00
800,00
1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200
distance de propagation (mm)
Booster seul - Pression initiale 2 bars Booster seul - Pression
initiale 3 bars
Figure 6.1- Evolution de la
célérité de la détonation en fonction de la
distance de propagation dans le tube principale initié
par un booster
seul de prémélange C2H4/O2
Les signaux de pression enregistrés lors de la
propagation du choc sont reproduits sur la figure 6.2.
Figure 6.2 - Signaux de pression le long du tube
principal avec booster seul de prémélange C2H4/O2 sous 2 bars de
pression
initiale
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Cette expérience sera utilisée par la suite
comme base de comparaison avec les valeurs de célérité et
de pression enregistrées dans le cas du booster + mélange
réactif.
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