Partie I
Influence de la variation du nombre
de Reynolds du butane (C4H10) sur
les caractéristiques dynamiques et
chimiques de l'écoulement.
Re C4H10 = 3376 Re C4H10 = 3939
Re C4H10 = 1688
Re C4H10 = 2251
La première partie de l'étude consiste à
étudier numériquement l'influence de la vitesse d'entrée
du butane sur les paramètres de la flamme, pour un Reair fixe
et égal à 214. Nous avons fait varier la vitesse d'entrée
du butane de U=0.5m/s à U= 2m/s. Ceci correspond à des Reynolds
ReC4H10 =1688 et ReC4H10=4502.
Les résultats suivants montrent l'influence de la
variation du nombre de Reynolds de d'air sur le comportement
aérothermochimique pour une flamme d'impact constituée d'un jet
de butane et d'air Fig. (V-1).
On peut, à partir des résultats de la simulation,
aboutir aux résultats du champ de la vitesse résultants,
d'intensité, de température et des fractions de mélange
(C4H10 , OH, NO).
IV-1-2 Contours de la vitesse résultants et de
l'intensité de turbulence
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Re C4H10 = 4502
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Re C4H10 = 1688
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Re C4H10 = 2251
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Figure-IV-I-2 : contours de la résultants
des vitesses (m/s) pour un nombre de Reynolds du butane variable (Reair =
214).
On constate (Fig. (IV-I-2)) l'apparition de zones de
re-circulation. Ces zones de recirculations créent des zones de
surpression. Le fluide à l'intérieur de ces zones ne participe
pas à la combustion du butane (zones froides). Du fait de la
re-circulation de l'air entourant la flamme et d'après les
résultats de la fig. (IV-I-2), on voit que la flamme est
étirée vers le haut de la chambre de combustion. Elle a une forme
d'une tuyère divergente. Ceci influe négativement sur la longueur
de la chambre. La flamme prend la quantité d'air nécessaire pour
brûler le butane de la partie supérieure augmente la longueur de
celle-ci. On aura donc augmentation de la longueur de la chambre lorsqu' on
augmente le débit de carburant en gardant le débit d'air
constant.
Re C4H10 = 3376 Re C4H10 = 3939
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Re C4H10 = 4502
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Re C4H10 = 1688
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Re C4H10 = 2251
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Figure-IV-I-3: contours de l'intensité de
turbulence (%) pour un nombre de Reynolds du butane variable (Reair = 214).
IV-I-3 Contours de la fraction de OH et C4H10
La concentration de C4H10 diminue progressivement
dans les zones lointaines des orifices des deux jets. On voit
que l'augmentation du débit de carburant augmente la quantité du
carburant du mélange et la combustion n'est pas complète [4].
Re C4H10 = 3376 Re C4H10 = 3939
Re C4H10 = 4502
Re C4H10 = 2251
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Re C4H10 = 1688
Figure-IV-I-4: contours de la fraction massique
OH pour un nombre de Reynolds du butane variable (Reair = 214).
On voit que la variation du nombre de Reynolds modifie la
direction de la flamme. Pour un Reynolds du carburant de l'ordre de 1688 la
flamme est orientée vers le coté du jet d'air. En augmentant ce
nombre, on remarque que la direction de celle ci change.
Re C4H10 = 3376
Re C4H10 = 4502
Re C4H10 = 3939
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Re C4H10 = 1688
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Re C4H10 = 2251
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Figure-IV-I-5: contours de la fraction massique
C4H10 pour un nombre de Reynolds du butane variable (Reair =
214).
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