Etude de la détonation de deux mélanges stoechiométriques (CH4/H2/O2/N2 et CH4/C2H6/O2/N2) Influence de la proportion relative des deux combustibles et de la température initiale élevée

• Main Author: MATIGNON, Christophe
• Language: FRE
• Published: Université de Poitiers 2000
• Subjects: [SPI:NRJ] Engineering Sciences/Electric power; Mélanges à deux combustibles; Détonabilité; Cellule de détonation; Longueur d'induction chimique; Schéma détaillé de cinétique chimique; Cinétique chimique globale des mélanges à deux combustibles
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010305; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/04/84/91/PDF/tel-00010305.pdf; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/04/84/91/ANNEX/tel-00010305.pdf

Ce travail traite de la détonation de mélanges réactifs gazeux à deux combustibles de détonabilité très différente xH2+(1–x)CH4 et xC2H6+(1–x)CH4 stoechiométriques dans l'oxygène et dilués avec de l'azote dans des proportions variant de l'oxygène pur à l'air. Les paramètres de l'étude sont la proportion relative x des combustibles, la dilution en azote B=O2/N2 et les conditions initiales de température et de pression. Cette étude s'inscrit dans le cadre général de l'amélioration des conditions de sécurité des procédés chimiques. Nous avons traité le problème par la comparaison de la mesure de la taille caractéristique de la structure tridimensionnelle cellulaire de la détonation autonome et stationnaire avec la longueur d'induction chimique calculée dans les hypothèses du modèle ZND au moyen de plusieurs schémas détaillés de cinétique chimique. Les résultats obtenus pour les mélanges à un combustible montrent que la détonabilité du méthane diminue en fonction de la température initiale quelle que soit B, et que celle de l'éthane et de l'hydrogène diminue à B=0 mais augmente à B=3,76 (air) (l'inversion de comportement en fonction de la température initiale se produit pour B=2 pour l'éthane, et pour B=1 pour l'hydrogène). Les résultats obtenus pour les mélanges à deux combustibles montrent que leur détonabilité est à chaque fois influencée par le combustible le plus lourd, c'est à dire que la détonabilité des mélanges H2/CH4 est plutôt gouvernée par CH4 alors que celle des mélanges C2H6/CH4 est plutôt gouvernée par C2H6. Avec l'oxygène pur (B=0), l'augmentation de la température initiale désensibilise ces mélanges. Au delà d'une certaine valeur de B, on observe une inversion de détonabilité en fonction de x.