Investigation numérique et expérimentale d'une flamme de diffusion d'impact

IV-II-3. Contours de la fraction NO et de la température statique

Re _air= 137

Re _air= 107

Re _air= 250

Re _air= 214

Re _air= 274

Figure-(IV-II-5): contours de la fraction massique NO pour un nombre de Reynolds d'air (ReC4H10 = 3376).

Dans la figure (IV-II-5), pour de faibles nombres de Reynolds, la plupart de la production du polluant se situe prêt des entrées sur le point d'impact. Ainsi on constate que plus le Reynolds d'air est grand plus la valeur maximale de la fraction massique de NO est petite. Ceci provient du fait que le mélange est appauvri et que la réaction est meilleure.

Plus le Reynolds d'air augmente plus la zone d'énergie cinétique maximale est réduite en largeur (figure IV-II-2). Le maximum de cette énergie se trouve dans la zone des hautes températures.

L'augmentation du nombre de Reynolds du jet d'air augmente le flux de chaleur (fig.VI-II-7),
et augmente aussi la longueur de la flamme. La zone de réaction augmente et la flamme

s'oriente de plus en plus vers le haut de la chambre, ce qui influe négativement sur les caractéristiques géométriques de la chambre de combustion.

Re _air= 274

Re _air= 214

Re air = 107

Re air = 137

Re _air= 250

Figure-(IV-II-6): contours de la température statique pour un nombre de Reynolds d'air variable _(ReC4H10 =3376).

Dans la fig. (VI-II-6), donnant le champ de température de la flamme, on constate que les résultats sont en accord avec ceux de AY. SU [34]. Les mêmes remarques sont valables pour un nombre de Reynolds d'air variable. L'augmentation de celui-ci augmente directement l'intensité de turbulence. Pour les grands nombres de Reynolds, la fraction consommée du méthane augmente et la zone de réaction s'élargie du fait de l'entraînement de ce fluide par le mouvement de l'air, fig. (IV-II-8).

1620

1600

1580

1560

1540

1520

1500

1

,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0

-10

40

20

70

60

50

30

10

0

0,oe 0,10 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15

ReC₄H₁₀⁼³³⁷⁶ (VC4H10=1.5 m/s) Numé. Reair⁼¹oe⁸ Vair=0.75 m/s Reair=2251 _Vair=1 m/s Reair=3376 _Vair=1.5 m/s Reair=3939 _Vair=1.75 m/s Reair=4502 _Vair=2 m/s

Intensité de turbulence (%)

Re

Figure-(IV-II-7): Augmentation de la température

en fonction du nombre de Reynolds du jet d'air.

Figure-(IV-II-8): Intensité de turbulence pour un Re variable sur l'axe entre les jets.

air

Figure-(IV-II-9): Fraction massique du _C4H10 siuvant y.

Figure-(IV-II-10): Fraction massique du CO siuvant y.

260

240

220

200

180

160

140

120

100

80

60

ReC₄H₁₀⁼³³⁷⁶ VC4H10=1.5 m/s

Reair=1 ⁰⁷ _Vair=0.75 m/s Reair=137 VÇ=1 m/s Reair⁼²¹⁴ Vair=1.5 m/s Reair⁼²⁵⁰ Vair=1.75 m/s Reair⁼²⁷⁴ Vair=2 m/s

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25

oe

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

C4H10

260

240

220

200

180

160

140

120

100

80

60

ReC₄H₁₀⁼³³⁷⁶ VC4H10=1.5 m/s

Reair⁼¹⁰⁷ Vair=0.75 m/s Reair⁼¹³⁷ Vair=1 m/s Reair⁼²¹⁴ Vair=1.5 m/s Reair⁼²⁵⁰ Vair=1.75 m/s Reair⁼²⁷⁴ Vair=2 m/s

Pour les grands nombres de Reynolds, la fraction consommée du butane augmente et la zone
de réaction s'élargie du fait de l'entraînement de ce fluide par le mouvement de l'air, Fig.(IV-

II-4).

250

200

150

100

50

0

ReC₄H₁₀⁼³³⁷⁶ VC4H10=1.5 m/s

Reair⁼¹⁰⁷ Vair=0.75 m/s Reair⁼¹³⁷ Vair=1 m/s Reair⁼²¹⁴ Vair=1.5 m/s Reair⁼²⁵⁰ Vair=1.75 m/s Reair⁼²⁷⁴ Vair=2 m/s

-0,000005 0,000000 0,000005 0,000010 0,000015 0,000020 0,000025 0,000030 0,000035 0,000040 0,000045

NO

Figure-(IV-II-11): Fraction massique du NO siuvant y.

Dans la fig. (IV-II-11), pour les faibles nombres de Reynolds, la plupart de la production du polluant se situe prêt des entrées sur le point d'impact. Ainsi on constate que plus le Reynolds d'air est grand plus la valeur maximale de la fraction massique de NO est petite. Ceci provient du fait que le mélange est appauvri et que la réaction est meilleure.

IV-II-4 Fractions massiques sur l'axe entre les deux jets X=0m

0,6

nou 1

C4H10

CO CO₂ O₂

0,4

0,2

0,0

-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

1,0

0,8

1,0

0,8

C4H10
CO
CO₂
O₂

nou 2

0,6

0,4

0,2

0,0

-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

X (m)

X (m)

Figure(IV-II-12): Fractions massiques sur l'axe entre les deux jets

Figure(IV-II-13): Fractions massiques sur l'axe centrale entre les deux jets

-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

X (m)

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,0

nou 3

C4^H10
CO
CO₂

O₂

-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

X (m)

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,0

nou 4

C4H10

CO

CO₂

O₂

Figure(IV-II-14): Fractions massiques sur l'axe entre les deux jets

Figure(IV-II-15): Fractions massiques sur l'axe entre les deux jets

1,0

C4H10

rou 5

CO

0,8

CO₂

O₂

0,6

0,4

0,2

0,0

-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

X (m)

1,0

0,8

C4H10
CO
CO₂
O₂

rou 6

0,6

0,4

0,2

0,0

-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

X (m)

Figure(IV-II-16): Fractions massiques sur l'axe entre les deux jets

Figure(IV-II-17): Fractions massiques sur l'axe entre les deux jets.

C4H10

NOU 9

CO CO₂ O₂

-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

X axis title

-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,0

NOU 8

C4^H10

CO CO₂ O₂

	1,0 0,8 0,6
	0,4 0,2 0,0

X axis title Figure(IV-II-19): Fractions massiques sur l'axe

Figure(IV-II-18): Fractions massiques sur l'axe entre \f:Tahoma()f:Tahoma() les deux jets.

entre les deux jets.