Etude de la combustion de particules d'aluminium et de magnésium : influence de la composition du mélange gazeux et de la pression

par Benjamin Legrand

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de Iskender Gökalp.

Soutenue en 2000

à Orléans .


  • Résumé

    La combustion des particules métalliques est d'un intérêt majeur dans le domaine de la propulsion spatiale. L'aluminium est actuellement utilisé comme dopant dans les propulseurs à propergol solide d'Ariane 5. Le magnésium représente un combustible envisageable pour des propulseurs permettant le retour de Mars. Un dispositif de lévitation électrostatique a été utilisé pour étudier la combustion, en milieu contrôlé, de particules de tailles représentatives de celles rencontrées dans les propulseurs. Les particules sont enflammées par laser et observées par cinématographie rapide. Il a été mis en évidence l'aspect inhibateur du chlorure d'hydrogène, constituant important de l'atmosphère propergol, sur la combustion de particules d'aluminium. Ces résultats ont été comparés à ceux d'un modèle cinétique en phase gazeuse. La combustion de particules de magnésium a été étudiée dans du dioxyde de carbone sur des particules de 53-63 um et 1-2 mm. Il a été mis en évidence que l'inflammation des petites particules est contrôlée par la cinétique chimique, et que la pression limite d'inflammation est inversement proportionnelle à la taille des particules. Une étude sur les grands échantillons, en gravité normale mais aussi en gravité réduite pour s'affranchir des phénomènes de convection naturelle, a permis de mettre en évidence un régime de combustion pulsé lié à la présence de réactions hétérogènes. La mesure des temps de combustion sur les différentes tailles de particules a permis de proposer une corrélation de celui-ci en fonction du diamètre initial des particules, corrélation valable pour des diamètres compris entre 50 um et 2mm.

  • Titre traduit

    Aluminium and magnesium particle combustion study : gas mixture composition and pressure effects


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Informations

  • Détails : 154 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 133-142

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université d'Orléans. Service commun de la documentation.Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 19-2000-46
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