Etude de l'effet d'un gradient de champ magnétique sur le développement de flammes de diffusion laminaires

• Main Author: Delmaere, Thomas
• Language: FRE
• Published: Université d'Orléans 2008
• Subjects: [SPI:NRJ] Engineering Sciences/Electric power; Flamme laminaire de diffusion CH4/Air - Champ magnétique - Hauteur de décrochage - Mélange de jets coaxiaux - Etudes expérimentales - Simulations numériques - Code CFD FLUENT
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00369515; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/36/95/15/PDF/thesev6_version_finale_Thomas_DELMAERE.pdf

Ce travail a pour objectif de comprendre les mécanismes mis en jeu lors de l'application d'un gradient de champ magnétique sur le développement d'une flamme de diffusion laminaire décrochée. Les propriétés de ce type de flamme dépendent beaucoup des vitesses d'éjection, de la géométrie du brûleur et du nombre de Scmidt des carburants. Nous avons ici considéré une configuration d'une flamme laminaire de diffusion de méthane/air, issue d'un brûleur coaxial, débouchant dans de l'air ambiant. Le champ magnétique est généré par un aimant permanent. L'étude expérimentale montre que la hauteur de décrochage est très sensible au débit d'air mais peu au débit de méthane. L'application du champ magnétique permet de réduire la hauteur de décrochage et renforce la stabilité de la flamme. L'étude numérique a été conduite dans le cas sans et avec champ, à partir d'un code CFD dans lequel, deux modifications ont été apportées : ajout d'un modèle de rayonnement qui permet de prendre en compte les pertes radiatives des gaz chauds et prise en compte de l'influence du champ magnétique par l'ajout d'une force volumique dans l'équation de quantité de mouvement. Il a été montré que la hauteur de décrochage dépend fortement du débit d'air mais peu du débit de méthane. L'application du champ magnétique permet de réduire la vitesse de l'air et le gradient spatial de fraction massique de méthane, phénomènes importants dans la diminution de la hauteur de décrochage et dans l'augmentation de la vitesse de propagation de la flamme.