Contribution a l'etude du cycle thermodynamique de moteurs de cogeneration fonctionnant au gaz naturel en melange pauvre

par Stéphane Rousseau

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Pierre-Yves Nizou.

Soutenue en 1999

à Nantes .


  • Résumé

    Les moteurs a gaz utilises en cogeneration operent dans des plages de reglages etroites limitees par les risques de cliquetis et de rates d'allumage. Les phenomenes physiques intervenant dans ce type de moteur sont encore insuffisamment connus. En particulier peu de donnees existent sur le deroulement de la combustion et l'influence des parametres de reglages sur les performances. Afin d'etudier ces deux aspects, une plate-forme de cogeneration a ete instrumentee. Une base de donnees experimentales a ainsi ete constituee, caracterisant le moteur etudie du point de vue des performances energetiques, des emissions polluantes mais aussi du cycle thermodynamique. Les effets des parametres de reglages sur les performances energetiques et environnementales sont quantifies et interpretes. Des modeles thermodynamiques d'analyse a une et deux zones ont ete developpes afin de caracteriser le deroulement de la combustion a partir de la pression cylindre mesuree. Les differentes etapes de la combustion ont ainsi ete etablies, et differentes lois mathematiques de combustion ont ete identifiees. Des correlations sont proposees en fonction des parametres de reglages. Les durees de combustion observees se revelent assez courtes compte tenu du fonctionnement en melange pauvre, ce qui suggere un niveau de turbulence eleve. Le calcul de la vitesse de propagation du front de flamme vient confirmer ce fait. L'importance de la geometrie du moteur est d'ailleurs mise en evidence. Les resultats de l'analyse de la combustion sont ensuite exploites dans des modeles thermodynamiques permettant de simuler les performances du moteur. Les performances energetiques sont reproduites avec une bonne precision. L'influence des parametres de reglages est bien restituee. Les resultats montrent egalement qu'en melange pauvre, la formation des no x par le mecanisme de fenimore ne peut plus etre negligee.


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Informations

  • Détails : 184 p.
  • Annexes : 82 ref.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 99 NANT 2038
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  • Cote : 99 NANT 2038
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