6.4 Détonation dans le mélange
d'aérosol de gouttelettes de kérosène/air
suroxygéné
Quelques expériences ont été
effectuées sur la détonation hétérogène du
mélange kérosène Jet-A1 ~ Air suroxygéné (O2
+ 2N2). Un mélange avec de l'air suroxygéné est
utilisé afin de diminuer la taille de cellule. (Mélange air
suroxygéné cf Annexes AIV)
6.4.1 Richesse r = 1
a. Formation de la détonation
La figure 6.19 reprend l'évolution de la pression de
détonation du mélange kérosène air
suroxygéné à richesse 1, entre les capteurs K1 et K7.
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Figure 6.19 - Profils de pression et diagramme
de marche, enregistrés en K1, K2, K3, K4, K5, K6 et K7 de la
détonation du mélange Kérosène + (O2+2N2); r=1 et
d0 = 5um
b. Célérité de la
détonation
Célérité de détonation (m/s)
1900,00
1800,00
1700,00
1600,00
1500,00
1400,00
1300,00
1200,00
1100,00
1000,00
1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200
distance de propagation (mm)
Test 10 ~ Kérosène +
(O2+2N2) ~ r=1 ~
Booster H4/O2 à 3 bars
Booster 3 bars DCJ Test 10
K7
K6
K5
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Capteur K4 Capteur K6 Capteur K7
Capteur K5
Figure 6.20 - Célérité du
front de détonation en fonction de la distance de propagation dans le
tube à détonation du mélange Kérosène +
(O2+2N2); r=1 et d0 = 5um
c. Pression de détonation
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Figure 6.21 - Profils de pressions des capteurs
K4, K5, K6 et K7 en fin de propagation dans le tube à détonation
du mélange Kérosène + (O2+2N2); r=1 et d0 = 5um
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6.4.2 Richesse r = 1,3
a. Célérité de
détonation
Célérité de détonation (m/s)
2000,00
1900,00
1800,00
1700,00
1600,00
1500,00
1400,00
1300,00
1200,00
1100,00
1000,00
Test 11 ~ Kérosène +
(O2+2N2) ~ r=1,3 ~
Booster H4/O2 à 3 bars
1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200
distance de propagation (mm)
Booster 3 bars DCJ Test 11
K7
K6
K5
Capteur K4 Capteur K6 Capteur K7
Capteur K5
Figure 6.22 - Célérité du
front de détonation en fonction de la distance de propagation dans le
tube à détonation du mélange Kérosène +
(O2+2N2); r=1,3 et d0 = 5um
b. Pression de la détonation
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Figure 6.23 - Profils de pressions des
capteurs K4, K5, K6 et K7 en fin de propagation dans le tube à
détonation du mélange Kérosène + (O2+2N2); r=1,3 et
d0 = 5um
6.4.3 Synthèse des résultats obtenus pour
les mélanges kérosène/air suroxygéné
L'analyse des évolutions de
célérité et des profils de pression ainsi que de la
structure cellulaire, permet d'affirmer qu'une détonation stable et
autonome est atteinte et cela pour les deux richesses étudiées.
En effet, la figure 6.19 montre que la détonation est formée
dès le capteur K1, les pics de pression sont relativement
élevés et la célérité de détonation
est quasi-constante. L'évolution de la célérité
moyenne de détonation comme le montre la figure 6.20, est très
proche de la valeur théorique de Chapman Jouguet. Le déficit de
célérité mesuré est de 3%. La pression
expérimentale mesurée à partir des profils de pressions de
la figure 6.21 est de l'ordre de 18,1 bars soit très proche de la
pression idéale de Chapman Jouguet qui est de 18,3 bars. Les mêmes
constatations sont faites pour l'expérience à richesse plus
élevée r =1,3. En effet, l'analyse de l'évolution de
célérité et du profil de pression ainsi que de la
structure cellulaire obtenue (figure 6.22 et 6.23) permettent d'affirmer
l'établissement d'un régime de détonation autonome.
Le kérosène détone difficilement avec de
l'air, par contre avec de l'air suroxygéné, sa
réactivité est plus importante. En effet, un régime de
détonation multicellulaires est obtenu (figure 6.24 et 6.25). La taille
caractéristique des cellules de détonation X est de l'ordre de 30
mm à richesse 1 et de 22 mm à une richesse de 1,3. Dans la
configuration expérimentale considérée, le
kérosène peut détonner avec de l'air
suroxygéné, sans vaporisation préalable des
gouttelettes.
ë
Figure 6.24 - Enregistrement de la structure
cellulaire du mélange kérosène + (O2 + 2 N2), r=1 - Test
10
L
L
ë
Figure 6.25 - Enregistrement de la structure
cellulaire du mélange kérosène + (O2 + 2 N2), r=1,3 - Test
11
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