Etude expérimentale de l'intéraction d'un anneau tourbillonnaire avec une flamme laminaire dans un melange gaz-particules solides

par FOUZIA RZAL-REBIERE

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Bernard Veyssière.

Soutenue en 1992

à Poitiers .

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  • Résumé

    Ce travail a pour but d'etudier la reponse d'une flamme laminaire de melange heterogene air-particules solides a la perturbation induite par un anneau tourbillonnaire place sur sa trajectoire. La comprehension des processus fondamentaux qui regissent l'interaction entre une structure tourbillonnaire elementaire et une flamme laminaire, est indispensable pour mieux elucider les mecanismes de propagation d'une flamme peu turbulente de poussieres. L'etude experimentale a ete effectuee dans un tube vertical en verre de hauteur 3 m et de section carree 0,2 m0,2 m, ouvert a l'extremite d'allumage est ferme a l'extremite opposee. L'anneau tourbillonnaire a ete genere, a contre-courant de la flamme, en produisant un jet de gaz de courte duree a travers l'ouverture circulaire d'un tube cylindrique. On a etudie des flammes laminaires dans une suspension air-particules d'amidon dont la concentration variait de 100 g/m#3 a 230 g/m#3 et, a titre de comparaison, des flammes de premelange methane-air de richesse 0,7. Le tourbillon etait constitue soit d'air, soit d'un premelange methane-air de richesse 0,7. L'interaction du tourbillon avec la flamme laminaire de poussieres se deroule en deux etapes caracteristiques. La premiere, durant laquelle le tourbillon etire la flamme, ce qui peut conduire a son extinction complete ou partielle. Au cours de la deuxieme phase, s'opere un processus de melange entre les gaz chauds et la suspension imbrulee qui peut conduire localement a des reallumages apres un delai dont la valeur diminue lorsque la concentration augmente. La combustion continue a se propager sous forme de plusieurs petites flammes. Ces resultats different notablement de ceux obtenus dans le cas de l'interaction d'une flamme de premelange methane-air et d'un tourbillon ou l'on observe que la continuite du front de flamme n'est pas rompue. Une explication peut etre trouvee dans le fait que, dans le cas des melanges gaz-particules solides, l'action du tourbillon cree d'importants gradients de composition du melange par migration des particules solides sous l'effet de la vorticite. C'est pourquoi, dans une flamme turbulente de poussieres, il existe des zones a forte concentration en particules et des zones appauvries (trous). La flamme se propage preferentiellement le long des zones riches en particules. Ainsi, les phenomenes aerodynamiques jouent un role preponderant dans les mecanismes de propagation des flammes de poussieres


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  • Détails : 1 vol. (257 p.)
  • Annexes : 60 REF

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 27-2-509
  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 92/POIT/2287
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