Contribution à l'étude expérimentale et numérique du régime hélicoïdal de détonation dans les systèmes H2, CH4, C2H6–O2 dilués ou non par N2 ou Ar

Les détonations des mélanges gazeux CnHm/O2 (n ≥ 0) fortement dilués par un gaz inerte ainsi que les mélanges CnHm (n ≥ 0) avec l'oxydant NO2 présentent une loi de libération d'énergie chimique non monotone constituée de deux étapes réactionnelles globales plus ou moins séparées. A chaque...

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Main Author: Virot, Florent
Language:FRE
Published: 2009
Subjects:
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collection NDLTD
language FRE
sources NDLTD
topic [SPI:NRJ] Engineering Sciences/Electric power
[SPI:GPROC] Engineering Sciences/Process Engineering
Détonation
structure cellulaire
limite de propagation
régime marginal
front de détonation
double structure
double étape
cinétique chimique
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[SPI:GPROC] Engineering Sciences/Process Engineering
Détonation
structure cellulaire
limite de propagation
régime marginal
front de détonation
double structure
double étape
cinétique chimique
Virot, Florent
Contribution à l'étude expérimentale et numérique du régime hélicoïdal de détonation dans les systèmes H2, CH4, C2H6–O2 dilués ou non par N2 ou Ar
description Les détonations des mélanges gazeux CnHm/O2 (n ≥ 0) fortement dilués par un gaz inerte ainsi que les mélanges CnHm (n ≥ 0) avec l'oxydant NO2 présentent une loi de libération d'énergie chimique non monotone constituée de deux étapes réactionnelles globales plus ou moins séparées. A chaque longueur chimique caractéristique L est associée une structure cellulaire dont la largeur de cellule lambda est proportionnelle à L. L'objectif de ce travail est de comprendre, pour les applications en lien avec la sécurité d'utilisation de ces compostions notamment, l'influence de la loi de libération de l'énergie chimique de ces mélanges sur le régime hélicoïdal (limite) de propagation stationnaire des détonations dans les tubes de diamètre d obtenu lorsque lambda ≈ pi d. L'étude expérimentale, concernant les combustibles H2, CH4 et C2H6 mélangés avec O2 dilués ou non par N2 ou Ar, montre que la plage de pression initiale où le régime hélicoïdal est établi dépend étroitement de l'importance relative de la deuxième étape exothermique par rapport à la première. Les simulations numériques 3D utilisant un code hydrodynamique Eulérien et une modélisation de la loi de production chimique en une ou deux étapes globales s'accordent qualitativement aux résultats expérimentaux en obtenant le régime hélicoïdal pour chaque structure cellulaire (lambda pour les mélanges où la libération d'énergie chimique s'effectue en une seule étape ; lambda_1 et lambda_2 dans le cas d'une double structure).
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