Conclusion et recommandation
La présente étude concerne la combustion
turbulente non pré mélangé pour le cas des flammes
d'impacts dans un écoulement turbulent à faible nombre de
Reynolds. Elle se divise comme suit :
4 Dans la première partie on a étudié le
phénomène de la combustion pour le cas des jets d'impacts, et
ceci à travers une simulation numérique, avec utilisation du
logiciel Fluent. En premier lieu on a étudié l'influence de la
variation du nombre de Reynolds des deux jets. Vu l'importance de l'influence
du taux de dilution par un gaz inerte sur les caractéristiques de la
combustion, on a fait une simulation numérique pour comprendre cet effet
par l'addition de différentes quantités d'azote dans le
carburant
4 Pour confirmer nos résultats numériques, on
consacre la deuxième partie, à la réalisation d'une
maquette expérimentale constituant notre chambre de combustion. Elle est
destinée à l'étude des jets d'impact réactifs et
non réactifs. Cette étude expérimentale nous a permis
d'étude l'écoulement instationnaire.
Un aspect essentiel de la turbulence est sa capacité
à mélanger rapidement que ce soit la quantité de
mouvement, la chaleur ou la masse. Les fluctuations du champ de vitesse se
produisent sur une large gamme d'échelles spatiales et assurent
très efficacement la production de forts gradients de concentration qui
sont finalement atténués par les mécanismes de diffusion
moléculaire. L'existence de » tourbillons » `a toutes les
échelles spatiales, depuis la plus grande dimension de
l'écoulement jusqu'à une échelle assez petite pour que la
viscosité atténue les mouvements tourbillonnaires, est une
caractéristique de la turbulence développé.
Le travail a notamment mis en évidence un mode de
combustion dominé par la diffusion, en présence d'un gradient
important des propriétés thermochimiques. Les carburant existe
dans les régions froides de l'écoulement, de chaque coté
de la couche de cisaillement. Tandis que des conditions de gaz
mélangés sont détectées dans la région
chaude et dans la région de la flamme. La comparaison de plusieurs
nombres de Reynolds, dans des zones de l'écoulement ont permis de
constater que, dans la partie riche en oxygène, la diffusion de
quantité de mouvement est supérieure à la diffusion de
chaleur. Cette dernière étant supérieure à la
diffusion d'espèce pour des nombres de Reynolds d'air supérieurs
à ceux du butane. Mais de l'autre coté de la flamme, la partie
riche, la diffusion de chaleur domine la diffusion de quantité de
mouvement, et la diffusion de masse est plus importante que la diffusion de
chaleur. Le jet d'air est donc très peu perturbé par le
cisaillement du fait notamment de sa très
grande inertie axiale couplée avec le
réchauffement dans la zone réactive. La diffusion de
quantité de mouvement dans la direction transversale est très
grande avec l'augmentation de l'inclinaison des deux jets. En augmentant la
composante de vitesse U(x) et pour une certaine valeur, le mélange sera
meilleur, et les rendements de la combustion seront meilleurs. La valeur,
très faible, de la densité dans la zone de réaction chaude
engendre une réduction des interactions aérodynamiques entre
l'oxygène gazeux et l'hydrogène gazeux. Les effets couplés
des interactions locales thermodynamiques produisent une forte zone de
re-circulation des produits riches de la combustion au voisinage de la
lèvre de l'injecteur (début de la flamme). Cette zone de
re-circulation permet l'allumage de la flamme par la création d'un point
d'impact.
Comme perspectives nous voulons effectuer :
- Une vérification complète des résultats
numériques.
- Détermination expérimentale de
l'émissivité de la flamme et tirer les
coefficients d'échange thermiques entre une plaque et le
fluide.
- Estimé l'angle d'inclinaison des deux jets pour aboutir
a un mélange
optimal.
+ Pression compresseur fixée à 2
bars
Tableau 1 : variation de la pression en fonction
de l'angle de rotation de l'ouverture du jet
|
Pression(N/m2)
Angle (°)
|
P1
|
P2
|
P3
|
P4
|
P5
|
P6
|
P7
|
P8
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
45
|
5
|
9
|
5
|
7
|
5
|
6
|
6
|
8
|
|
90
|
22
|
17
|
14
|
18
|
17
|
18
|
19
|
22
|
|
135
|
40
|
25
|
32
|
25
|
29
|
28
|
25
|
32
|
|
180
|
72
|
55
|
45
|
55
|
67
|
69
|
52
|
50
|
|
225
|
140
|
120
|
100
|
102
|
110
|
115
|
118
|
115
|
|
270
|
200
|
180
|
140
|
175
|
175
|
180
|
174
|
165
|
Tableau 2 : vitesse de sortie d'éjection
de l'air en fonction de l'angle de rotation du clapée d'ouverture
d'après l'équation (V-A.1).
|
Vitesses(m/s) Angles(°)
|
V1
|
V2
|
V3
|
V4
|
V5
|
V6
|
V7
|
V8
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
45
|
2,86
|
3,83
|
2,86
|
3,38
|
2,86
|
3,12
|
3,13
|
3,61
|
|
90
|
5,99
|
5,27
|
4,78
|
5,42
|
5,27
|
5,42
|
5,57
|
5,99
|
|
135
|
8,08
|
6,39
|
7,23
|
6,39
|
6,88
|
6,76
|
6,39
|
7,23
|
|
180
|
10,84
|
9,48
|
8,57
|
9,48
|
10,46
|
10,61
|
9,21
|
9,03
|
|
225
|
15,12
|
13,99
|
12,78
|
12,90
|
13,40
|
13,70
|
13,88
|
13,70
|
|
270
|
18,07
|
17,14
|
15,12
|
16,90
|
16,90
|
17,14
|
16,85
|
16,41
|
+ Calcul du débit
Tableau 3 Variation du débit en fonction
de l'angle d'ouverture du clappée d'éjection du jet
d'étalonnage.
|
Débit
Angle
|
D1
|
D2
|
D3
|
D4
|
D5
|
D6
|
D7
|
D8
|
Dmoy
|
|
45°
|
24,75
|
31,30
|
24,75
|
29,28
|
24,75
|
27,11
|
27,11
|
31,30
|
27,94
|
|
90°
|
51,91
|
45,63
|
41,41
|
46,95
|
45,63
|
46,95
|
48,24
|
51,91
|
46,67
|
|
135°
|
65,47
|
55,33
|
62,60
|
55,33
|
59,59
|
58,56
|
55,33
|
62,60
|
58,48
|
|
180°
|
93,90
|
82,07
|
74,24
|
82,07
|
90,58
|
91,92
|
79,80
|
78,25
|
82,70
|
|
225°
|
130,94
|
121,23
|
110,66
|
111,76
|
116,06
|
118,67
|
120,21
|
118,67
|
116,75
|
|
270°
|
156,50
|
148,47
|
130,94
|
146,39
|
146,39
|
148,47
|
145,97
|
142,15
|
144,11
|
|
m& ( Kg / s )
|
0,00016
|
|
angle(°)
|
0,00014
0,00012
0,0001
0,00008
0,00006
0,00004
0,00002
0
|
|
0 45 90 135 180 225 270
Figure. 1 débit moyen fonction des angles
d'ouverture à Pc=2bar
Tableau 4 : variation de la pression en fonction
de l'angle de rotation de l'ouverture du d'étalonnage.
|
Pressions (N/m2)
Angles (°)
|
P1
|
P2
|
P3
|
P4
|
|
45
|
3
|
3
|
3
|
2
|
|
90
|
5
|
8
|
6
|
6
|
|
135
|
10
|
13
|
12
|
10
|
|
180
|
22
|
18
|
22
|
20
|
|
225
|
32
|
37
|
45
|
30
|
|
270
|
52
|
52
|
62
|
50
|
Tableau 5 : vitesse de sortie d'éjection
de l'air en fonction de l'angle de rotation du clapée d'ouverture.
|
Vitesses (m/s) Angles (°)
|
V1
|
V2
|
V3
|
V4
|
Vmoy
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
45
|
2,21
|
2,21
|
2,21
|
1,81
|
2,11
|
|
90
|
2,86
|
3,61
|
3,13
|
3,13
|
3,18
|
|
135
|
4,04
|
4,61
|
4,43
|
4,04
|
4,28
|
|
180
|
5,99
|
5,42
|
5,99
|
5,71
|
5,78
|
|
225
|
7,23
|
7,77
|
8,57
|
7
|
7,64
|
|
270
|
9,21
|
9,21
|
10,06
|
9,04
|
9,38
|
Tableau 6 Variation du débit en fonction
de l'angle d'ouverture du clapée d'éjection du jet
d'étalonnage.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
270
Débit (Kg/s)
|
7,98 10
|
- 5
|
7,98 10
|
- 5
|
8,71 10
|
- 5
|
7,83 10
|
- 5
|
|
Angles (°)
|
D1
|
|
D2
|
|
D3
|
|
D4
|
|
|
0
|
0
|
|
0
|
|
0
|
|
0
|
|
|
45
|
1,92 10
|
- 5
|
1,92 10
|
- 5
|
1,92 10
|
- 5
|
1,57 10
|
- 5
|
|
90
|
2,47 10
|
- 5
|
3,13 10
|
- 5
|
2,71 10
|
- 5
|
2,71 10
|
- 5
|
|
135
|
3,50 10
|
- 5
|
3,99 10
|
- 5
|
3,83 10
|
- 5
|
3,50 10
|
- 5
|
|
180
|
5,19 10
|
- 5
|
4,69 10
|
- 5
|
5,19 10
|
- 5
|
4,95 10
|
- 5
|
|
225
|
6,26 10
|
- 5
|
6,73 10
|
- 5
|
7,42 10
|
- 5
|
6,06 10
|
- 5
|
+ Pression compresseur fixée à 3
bars
Tableau 7: variation de la pression en fonction
de l'angle de rotation de l'ouverture du d'étalonnage.
Pression (N/m2)
Angle (°)
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
45
|
12
|
15
|
12
|
15
|
15
|
11
|
12
|
10
|
|
90
|
34
|
35
|
35
|
38
|
37
|
32
|
33
|
35
|
|
135
|
60
|
62
|
65
|
65
|
62
|
52
|
52
|
59
|
|
180
|
122
|
130
|
85
|
120
|
120
|
120
|
120
|
103
|
Tableau 8 : vitesse de sortie d'éjection
de l'air en fonction de l'angle de rotation du clapée d'ouverture
d'après l'équation.
|
Vitesse (m/s) angles (°)
|
V1
|
V2
|
V3
|
V4
|
V5
|
V6
|
V7
|
V8
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
45
|
4,43
|
4,95
|
4,43
|
4,95
|
4,95
|
4,24
|
4,42
|
4,04
|
|
90
|
7,45
|
7,56
|
7,56
|
7,87
|
7,77
|
7,23
|
7,34
|
7,55
|
|
135
|
9,90
|
10,06
|
10,30
|
10,30
|
10,06
|
9,21
|
9,21
|
9,82
|
|
180
|
14,11
|
14,57
|
11,78
|
13,98
|
13,99
|
13,99
|
13,99
|
12,97
|
Tableau 3 Variation du débit en fonction
de l'angle d'ouverture du clapée d'éjection du jet
d'étalonnage.
|
Débit (Kg/s) Angle (°)
|
D1
|
D2
|
D3
|
D4
|
D5
|
D6
|
D7
|
D8
|
D moy
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
45
|
38,33
|
42,86
|
38,33
|
42,86
|
42,86
|
36,70
|
38,33
|
34,99
|
39,41
|
|
90
|
64,53
|
65,47
|
65,47
|
68,22
|
67,31
|
62,60
|
63,57
|
65,47
|
65,33
|
|
135
|
85,72
|
87,14
|
89,22
|
89,22
|
87,14
|
79,80
|
79,80
|
85,00
|
85,38
|
|
180
|
122,23
|
126,18
|
102,03
|
121,23
|
121,23
|
121,23
|
121,23
|
112,31
|
118,46
|
V(m/s)
16
14
12
vitesses moy1 bar
vitesses moy2bar
vitesses moy3bar
4
2
0
0 45 90 135 180
angle(°)
10
8
6
Fig. V-2-14 Différentes vitesses moyennes
en fonction des différents angles d'ouvertures
m&(Kg/s)
|
0.0002
0.00018
0.00016
0.00014
0.00012
0.0001
0.00008
0.00006
0.00004
0.00002
0
|
|
debit air 1 bar debit air 2bar debit air 3 bar
|
0 45 90 135 180 225 270 315 a
Fig. V-3-15 Différentes débits
moyens en fonction des différents angles d'ouvertures
|
|
