Etude expérimentale de l'influence de la diminution de la température initiale (jusqu'à 100K) sur les déflagrations des mélanges H2-air

Experimental study of the effects of initial temperature decrease (down to 100k) on hydrogen-air mixtures deflagrations

• Auteur / Autrice : Eric Bavoil
• Direction : Daniel Desbordes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergétique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Flamme

Explosions

Résumé

Cette etude est liee aux effets des explosions en regime de deflagration d'un nuage d'hydrogene et d'air a basse temperature initiale pouvant resulter d'un rejet accidentel dans l'air d'hydrogene liquide. Nous avons etudie, pour une grande gamme de richesse de ce melange, l'effet de la diminution de la temperature initiale (de 293k a 100k) sur : - la vitesse fondamentale de flamme, dont nous avons etabli la loi experimentale de dependance a la pression, la temperature et la richesse que nous avons comparee avec succes a celle deduite de resultats de calculs numeriques menes a partir d'un schema de cinetique chimique a 23 reactions et egalement a celles extrapolees de lois empiriques de la litterature obtenues pour des temperatures superieures a 293k. - les effets de pression des explosions induits dans l'environnement aerien par la deflagration de charges hemispheriques ou cylindriques, en comparaison a ceux produits par une source d'explosion mono-pole de type acoustique. - la propagation et la structure du front de flamme selon les conditions de propagation (libre ou confine) par visualisation strioscopique rapide. Cette etude montre clairement que l'abaissement de la temperature initiale provoque la diminution de la vitesse fondamentale de flamme des melanges hydrogene-air alors que, en raison de l'accroissement de la densite du milieu initial, le rapport d'expansion des gaz augmente. Concernant les amplitudes de pression produites par les deflagrations aeriennes libres de charges spheriques, ces deux facteurs jouent en sens inverse et sont modules par un troisieme facteur (dependant de la temperature et de la richesse) prenant en compte la difference d'impedance acoustique des milieux, melange et air, dans la transmission des ondes de pression. Ainsi dans certaines conditions, en particulier autour de la stoechiometrie, les amplitudes des effets de pression peuvent etre plus elevees a basse temperature initiale qu'a l'ambiante.