Contribution a l'etude de l'inhibition de la post-combustion : caracterisation aerothermochimique d'une flamme plane basse pression ensemencee en potassium

par Christophe Brossard

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Alexis Coppalle.

Soutenue en 1995

à Rouen .


  • Résumé

    Afin d'etudier le mecanisme d'inhibition de la combustion par le potassium, un bruleur a flamme plane premelangee basse pression (environ 60 mbar), ensemencee en potassium, a ete mis au point. Des calculs de structure de flamme ont montre que l'ajout d'une infime quantite de potasse gazeuse (fraction molaire 10#-#3) peut modifier considerablement les profils de temperature et de concentration des especes chimiques de flammes h#2/co/co#2/ar premelangees. En l'absence d'additif au potassium, le profil de temperature a ete caracterise precisement par une technique optique non-intrusive, la spectrometrie d'absorption infrarouge a diode laser accordable (s. D. L. A. ). Les profils de concentration des especes stables ont ete caracterises par spectrometrie de masse quadripolaire. Les profils mesures s'accordent bien aux profils calcules a partir d'un mecanisme cinetique a 34 reactions. L'ensemencement en potassium de la flamme a ete realise par introduction, dans les gaz frais, de fines gouttelettes (diametre moyen d'environ 10 microns), generees par atomisation ultrasonique. Les gouttelettes etaient constituees soit d'une solution aqueuse concentree de potasse, soit d'eau pure. Les conditions optimales d'ensemencement ont ete determinees par granulometrie-velocimetrie phase doppler (pdpa). Cette technique a en outre permis de mesurer la variation, due a l'evaporation, de la distribution granulometrique des gouttelettes. Dans le cas de l'eau pure, les valeurs experimentales ont ete comparees aux valeurs calculees par un modele d'evaporation, couple au modele de structure de flamme et tenant compte de la variation, au cours de la trajectoire de la gouttelette, des proprietes du melange gazeux environnant. L'ordre de grandeur de la fraction molaire totale de l'element potassium passee en phase gazeuse, estime d'apres l'analyse des donnees du pdpa, est extremement faible (10#-#4). Le profil de vitesse des gaz dans la flamme ensemencee, directement relie au profil de temperature, a egalement ete etabli a partir de la vitesse mesuree des plus fines gouttelettes (diametre d'environ 1 micron). Malgre une dispersion non negligeable des mesures, les profils obtenus avec solution de potasse ont revele un niveau de vitesse plus eleve que ceux obtenus avec eau pure. Cette difference, qui reste cependant a confirmer, pourrait etre attribuee a l'effet chimique du potassium sur le profil de temperature des gaz. Neanmoins, aucun effet n'a ete detecte sur les profils de concentration des especes stables.


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Informations

  • Détails : 238 P.
  • Annexes : 116 REF.

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  • Bibliothèque : Université de Rouen. Service commun de la documentation. Section sciences site Madrillet.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 95/ROUE/S054
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