Vaporisation et combustion de gouttes isolees de combustibles liquides influence de la pression

par Xavier Chesneau

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Iskender Gökalp.

Soutenue en 1994

à Orléans .

mots clés

Résumé

Cette these porte sur la combustion et la vaporisation de gouttes isolees de combustibles liquides. Cette etude s'est effectuee dans diverses conditions dynamiques et thermodynamiques. En effet, le premier axe de ce travail concerne l'etude de la combustion des gouttes lorsque la vitesse relative entre la goutte et l'ecoulement devient non negligeable. Le deuxieme axe concerne l'etude de la combustion et de la vaporisation des gouttes dans un milieu stagnant a haute pression, tout en minimisant les effets de la gravite. La recherche realisee tout au long de ce travail a ete essentiellement experimentale. Les caracteristiques de combustion, ou de vaporisation d'une goutte de combustible liquide peuvent etre deduites experimentalement a partir de l'evolution en fonction du temps de son diametre et de celui de la flamme qui l'entoure. Pour cela, nous avons donc adopte une mesure automatique de la surface projetee de la goutte a l'aide de cameras et d'une chaine de digitalisation et de traitement d'images. De plus pour minimiser les effets de la convection naturelle sur la combustion d'une goutte de combustible liquide, nous avons utilise la technique des vols paraboliques d'un avion laboratoire. Dans le cadre de l'etude de l'influence de la convection forcee, plusieurs regimes de combustion de gouttes isolee ont ete identifies. Pour chaque regime la constante de vaporisation en combustion a ete determinee. De plus les transitions entre ces differents regimes ont ete caracterisees. En ce qui concerne l'influence de la pression sur la vaporisation et la combustion des gouttes, nous avons realise des experiences jusqu'a des pressions superieures aux pressions critiques des differents combustibles etudies. L'influence de la pression sur le taux de combustion a ete mise en evidence. De nombreuses comparaisons ont ete faites avec la theorie quasi-stationnaire, ainsi qu'avec d'autres etudes experimentales

Titre traduit

Vaporization and burning of single liquid fuel droplets influence of pressure

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