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Titre de l'actualité 04/11/2016 : Effets d’interactions sur l’évaporation de gouttes de combustibles à haute température

Séminaire régulier IUSTI

Vendredi 04 Novembre 2016

Lionel Perrin,

 

Résumé : Les modèles prédictifs de l’échauffement et de l’évaporation de gouttes de combustibles dans les zones denses de sprays sont essentiels à l’optimisation de la conception des chambres de combustion. Le combustible liquide, généralement composé de centaines de molécules, est atomisé en gouttelettes dans la chambre de combustion afin d’améliorer les transferts de masse et de chaleur entre le liquide et l’air préchauffé. D’un point de vue expérimental, mesurer des quantités thermochimiques comme la température et la composition d’une goutte en évaporation présente de réelles difficultés. Dans ces travaux, des techniques optiques de mesure ont fait l’objet d’amélioration afin d’étudier l’influence de la concentration de gouttes et de leur composition sur les phénomènes de transport à l’intérieur d’un spray. Un jet de goutte monodisperse est injecté dans une enceinte à haute température dans laquelle circule de l’air préchauffé à 540ºC afin d’éviter la saturation en vapeur de combustibles dans l’enceinte au cours des expériences. La fluorescence induite par laser à deux couleurs est utilisée pour mesurer la température des gouttes. Le combustible liquide est ensemencé avec du pyrrométhène 597-C8 qui est un traceur fluorescent sensible à la température. Des calibrations en température sont effectuées pour différents types de combustibles tels que l’éthanol et différents alcanes ainsi que plusieurs mélanges d’alcanes. Des résonances morphologiquement dépendantes sont identifiées comme phénomènes pouvant parasiter la mesure de température en générant un effet laser à l’intérieur de la goutte qui modifie fortement le signal de fluorescence mesuré. La mesure de taille et de vitesse des gouttes est effectuée grâce à une technique d’ombroscopie. Un large éventail de paramètres de distance a été étudié pour différents combustibles et leurs mélanges. Les effets d’interactions sont comparés au cas de la goutte isolée dont la modélisation est connue. L’étude comparative révèle un rôle important du paramètre de distance et de la volatilité du combustible. Enfin, l’habilité des techniques de mesures à étudier le cas multi-composant est démontrée.



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