Etude expérimentale de l'origine du bruit émis par les flammes de chalumeaux

par Jean-Marie Truffaut

Thèse de doctorat en Sciences

Sous la direction de GEOFFREY SEARBY.

Soutenue en 1998

à Aix-Marseille 1 .


  • Résumé

    Le bruit emis par les flammes de chalumeaux depasse couramment 85 dba. Son origine et les moyens a mettre en uvre pour le reduire sont etudies dans cette these. La flamme d'un chalumeau alimente en propane-oxygene est caracterisee par une analyse quantitative de sa chimiluminescence, sa pression acoustique en champ libre, les vitesses d'ecoulement et un traitement d'images numeriques. La turbulence de l'ecoulement est beaucoup trop faible pour expliquer l'intensite du bruit. Deux mecanismes d'emission sonore originaux sont identifies : les variations de surface de flamme liees a l'instabilite de darrieus-landau et la combustion quasi-homogene de petits volumes de gaz frais formes lors du detachement de poches en bout de flamme. L'instabilite de darrieus-landau dans cette configuration de flamme accrochee est etudiee sur un bruleur modele. Une flamme laminaire est stabilisee sur un bruleur a fente et un champ electrique cree des perturbations d'amplitude et de longueur d'onde controlees a sa base. Ces perturbations sont convectees a la vitesse de l'ecoulement et leur amplitude croit exponentiellement. La dependance du taux de croissance temporel en fonction du nombre d'onde est correctement predite par l'etude de stabilite lineaire des flammes planes libres. Les nombres de markstein fournis indirectement par cette analyse diminuent avec la richesse et augmentent avec la concentration en oxygene. Le seuil d'apparition des poches et la variation du bruit associent leur formation en fonction de l'amplitude des structures sont correctement


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