Cinetique de combustion d'hydrocarbures lourds : etude experimentale et modelisation de la structure de flammes de n-heptane et d'iso-octane

par CHRISTINE DOUTE

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de C. VOUELLE.

Soutenue en 1995

à Orléans .

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  • Résumé

    L'objectif de ce travail est de valider un mecanisme reactionnel permettant une prediction fiable de la cinetique de combustion dans un moteur automobile. L'etude directe d'un carburant automobile etant trop complexe, nous avons prefere etudier separement les deux hydrocarbures consideres comme composes de reference pour la definition de l'indice d'octane: le n-heptane et l'iso-octane. Pour etudier ces mecanismes, nous avons adopte les techniques d'analyse de la structure de flammes de premelange stabilisees en regime d'ecoulement laminaire. L'identification et le dosage des especes moleculaires, atomiques et radicalaires ont ete effectues par prelevement par formation d'un faisceau moleculaire et analyse par spectrometrie de masse. Parallelement, la structure des flammes a ete stimulee au moyen d'un code de calcul. La comparaison des profils de concentration calcules et mesures constitue le critere de validation du mecanisme reactionnel utilise dans le modele. Pour chaque combustible, nous avons developpe un mecanisme reactionnel detaille selon une demarche d'addition de sous mecanismes. Nous avons considere comme point de depart un mecanisme de combustion valide au laboratoire dans une flamme d'acetylene. Ce mecanisme decrit la consommation d'especes a 2 et 1 atomes de carbone. Il contient egalement les reactions du systeme h#2-o#2. Nous avons ajoute deux sous mecanismes decrivant la consommation de chaque combustible jusqu'a la formation de ces especes en c#2 et c#1. Si la fiabilite des mecanismes est appreciee pour les deux hydrocarbures et sur l'ensemble du domaine de richesse etudie (0,7-2,0), on peut conclure que le modele reproduit bien les observations experimentales. En particulier, il predit de facon satisfaisante la distribution en concentration des alcenes majoritaires et la production de benzene qui sont specifiques a chaque combustible. Les mecanismes etant valides, l'examen des voies reactionnelles a permis d'identifier les reactions responsables des differences liees a la nature du combustible et a la richesse des flammes


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  • Détails : 427 P.
  • Annexes : 161 REF.

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