Contribution a l'etude de la structure des flammes turbulentes premelangees pauvres : determination des echelles caracteristiques des champs dynamique et scalaire

• Auteur / Autrice : Laurent Gagnepain
• Direction : Iskender Gökalp
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Orléans

Résumé

L'objectif de cette these est de faire progresser nos connaissances sur les flammes turbulentes premelangees pauvres. Nous avons etudie les changements au sein de ces flammes lorsque l'on modifie la richesse et (ou) le taux de turbulence. Nous avons observe d'une part la structure de la turbulence, en terme de ses multiples echelles spatiales et temporelles, de son energie cinetique et d'autre part les modifications au sein du champ scalaire et de la morphologie des flammelettes, en terme d'orientation et de densite de surface de flamme. L'etude du champ dynamique a ete realisee par anemometrie doppler laser (adl) conditionnelle et non conditionnelle, sur plusieurs flammes et jets d'air de meme debit, afin d'evaluer l'influence de la combustion sur l'ecoulement. Nous presentons les vitesses moyennes et fluctuantes, le taux de turbulence, l'energie cinetique ainsi que les macro et micro-echelles dynamiques temporelles et spatiales. Les techniques de diffusion rayleigh induite par laser en un point et multi-points ont ete utilisees pour l'etude du champ scalaire. Apres l'analyse de l'influence de la taille du volume de mesure, nous discutons successivement de l'evolution, a travers le front de flamme turbulent, des frequences de passage des flammelettes, des macro et micro-echelles temporelles scalaires ainsi que des vitesses normales des flammelettes. Les mesures multi-points nous permettent d'evaluer les macro-echelles spatiales scalaires et l'orientation des flammelettes. Enfin, nous nous interessons a la structure globale des flammes turbulentes premelangees pauvres. Nous presentons l'evolution, a travers le front de flamme turbulent, de la densite de surface de flamme et du taux de combustion local. Puis, nous evaluons a partir des mesures adl et rayleigh la vitesse de combustion turbulente. Nous comparons ensuite les echelles des champs dynamique et scalaire. Pour terminer, nous presentons l'evolution a travers la flamme des nombres de damkholer et karlovitz.