Comportements dynamiques de la détonation dans des compositions gazeuses non-uniformes / Stéphane BOULAL  

Titre : Comportements dynamiques de la détonation dans des compositions gazeuses non-uniformes Type de document : thèse Auteurs : Stéphane BOULAL, Auteur ; Pierre VIDAL, Directeur de thèse ; Ratiba ZITOUN, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Akiko MATSUO, Rapporteur ; Thierry POINSOT, Rapporteur ; Luc VERVISCH, Examinateur ; Marc BELLENOUE, Examinateur ; Michel CAZALENS, Examinateur ; Dmitry DAVIDENKO, Examinateur Importance : 170 p. Note générale : NNT 2017ESMA0004 Remerciements Résumé Table des matières Notations Introduction Annexes Bibliographie Résumé Mots clés Catégories : Cinétique chimique Ethane Hautes pressions Hautes températures Moteurs:Combustion Ondes de détonation Oxygène Propane Résumé : DESCRIPTIONS DE LA DETONATION DANS LES COMPOSITIONS UNIFORMES Lois de bilan La détonation vue comme une discontinuité totalement réactive Zone de réactions moyenne stationnaire de la détonation Structure réelle cellulaire de la détonation : instabilité locale et modes de propagation Instabilités globales de la détonation : comportements dynamiques transitoires PROPAGATION DE LA DETONATION DANS LES COMPOSITIONS NON-UNIFORMES Généralités L'application à la propulsion Gradient de composition normal Gradient de composition parallèle Position et apports de notre étude DISPOSITIF ET PROTOCOLE EXPERIMENTAUX Vue d'ensemble Génération des gradients de composition Procédures d'injection et de mise à feu Caractérisation des distributions de composition TECHNIQUES DE MESURE Capteurs de pression dynamique Enregistrements sur plaques recouvertes d'un dépôt de carbone Visualisation par strioscopie Spectroscopie par chimiluminescence DYNAMIQUES DE LA DETONATION DANS LES DISTRIBUTIONS MONOTONES DE RICHESSE Extinction brusque par découplage choc-flamme Extinction progressive marginale Présence d'un maximum de réactivité Modélisation : Critères d'extinction de la détonation Conclusion DYNAMQIUES DE LA DETONATION DANS LES DISTRIBUTIONS NON-MONOTONES DE RICHESSE Transmission super-critique Extinction sous-critique Transmission critique Analyse Conclusion SIMULATIONS NUMERIQUES Equations et schémas numériques Représentation des conditions expérimentales Résultats Conclusion CONCLUSION En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01508647

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Détermination des caractéristiques fondamentales de combustion de pré-mélange air-kérosène, de l’allumage à la vitesse de flamme : représentativité de surrogates mono et multi-composants / Romain LE DORTZ  

Titre : Détermination des caractéristiques fondamentales de combustion de pré-mélange air-kérosène, de l’allumage à la vitesse de flamme : représentativité de surrogates mono et multi-composants Type de document : thèse Auteurs : Romain LE DORTZ, Auteur ; Marc BELLENOUE, Directeur de thèse ; Julien SOTTON, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Nabiha CHAUMEIX, Rapporteur ; Frédéric GRISCH, Rapporteur ; Christine MOUNAIM-ROUSSELLE, Examinateur ; Michel CAZALENS, Examinateur ; Camille STROZZI, Examinateur Importance : 235 p. Note générale : NNT 2018ESMA0008 Remerciements Résumé Abstract Table des matières Liste des figures Liste des tableaux Nomenclature Introduction Bibliographie Annexes Résumé Mots clés Catégories : Aéronautique:Économies d'énergie Allumage Combustion Environnement:Protection Flamme:Vitesse Produits de remplacement Turbulence Vélocimétrie par images de particules Résumé : CONSIDÉRATIONS THÉORIQUES SUR LES PHÉNOMÈNES DE COMBUSTION Allumage des flammes de pré-mélange Génération d'un noyau d'allumage autonome Structure des flammes de pré-mélange laminaires Épaisseur de flamme laminaire Vitesse de flamme laminaire Étirement du front de flamme Caractérisation expérimentale des flammes de pré-mélange Cas des flammes de pré-mélange en expansion sphérique Instabilités Conclusion REVUE BIBLIOGRAPHIQUE À PROPOS DES PRÉ-MÉLANGES DE KÉROSÈNE ET D'AIR Composition et représentation d'un kérosène Revue des travaux existant que l'allumage des pré-mélanges de kérosène et d'air Propagation des flammes de pré-mélange kérosène-air Conclusion OUTILS NUMÉRIQUES, DISPOSITIFS EXPÉRIMENTAUX ET MÉTROLOGIE Note préalable quant à la préparation des prés-mélanges gazeux à partir de carburants liquides Chambre de combustion 'SCOP' pour l'étude de la propagation Chambre de combustion 'TUMBLE' pour l'étude de l'allumage Outils numériques Conclusion PROPAGATION LAMINAIRE D'UN PRÉ-MÉLANGE DE KÉROSÈNE ET D'AIR Introduction Méthodologie d'extraction de la vitesse de flamme laminaire non-étirée Analyse des incertitudes de mesure et des limites du montage expérimental Validation de la méthodologie Vitesse de flamme laminaire et sensibilité à l'étirement des pré-mélanges de kérosène et d'air et de substituts de kérosène et d'air Conclusion INSTABILITÉS DES FLAMMES DE PRÉ-MÉLANGE DE KÉROSÈNE ET D'AIR Introduction Sensibilité expérimentale de la vitesse de flamme à l'étirement Nature de l'instabilité du front de flamme Apparition des instabilités Conclusion ALLUMAGE D'UN PRÉ-MÉLANGE DE KÉROSÈNE ET D'AIR EN PRÉSENCE D'UN ÉCOULEMENT Introduction Caractérisation de l'aérodynamique de la chambre Allumage de pré-mélanges de kérosène et d'air et de kérosène de substitution et d'air Conclusion CONCLUSION GÉNÉRALE ET PERSPECTIVES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02004255

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Étude expérimentale de la combustion à volume constant pour la propulsion aérobie : influence de l'aérodynamique et de la dilution sur l'allumage et la combustion / Quentin MICHALSKI  

Titre : Étude expérimentale de la combustion à volume constant pour la propulsion aérobie : influence de l'aérodynamique et de la dilution sur l'allumage et la combustion Type de document : thèse Auteurs : Quentin MICHALSKI, Auteur ; Marc BELLENOUE, Directeur de thèse ; Bastien BOUST, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - FTC, Commanditaire ; Ephraim GUTMARK, Rapporteur ; Frédéric GRISCH, Rapporteur ; Christine ROUSSELLE, Examinateur ; Laurent SELLE, Examinateur ; Michel CAZALENS, Examinateur ; Bruno LE NAOUR, Examinateur Importance : 272 p. Note générale : NNT 2019ESMA0009 Remerciements Table des matières Nomenclature Liste des figures Liste des tables Liste des tableaux Introduction Annexes Bibliographie Résumé Mots clés Catégories : Aéronautique:Économies d'énergie Gaz de combustion Industrie:Aspect environnemental Moteurs:Combustion Turbulence Vélocimétrie par images de particules Résumé : CONTEXTE ET OBJECTIFS Combustion à gain de pression (ou Pressure Gain Combustion, PGC) Implémentations du cycle d’Atkinson-Humphrey Le moteur alternatif à combustion interne (MACI) Chambres de combustion à valves sans piston (CCVSP) Synthèse et objectifs du manuscrit CV2 : UN DISPOSITIF D’ÉTUDE DE LA COMBUSTION A VOLUME CONSTANT CYCLIQUE REPRÉSENTATIF DES CHAMBRES A VALVES SANS PISTON Description globale du dispositif Protocole et réglages des conditions d’utilisation Résolution du champ de vitesse instantanée par particle image velocimetry Modèle d’analyse thermodynamique 0D multizones Synthèse sur la mise en place du dispositif CV2 CARACTÉRISATION ET ANALYSE DÉTAILLÉE D’UNE SÉQUENCE EXPÉRIMENTALE EN INJECTION DIRECTE GAZ PROPANE Description générale et reproductibilité Approche LES conjointe Phase d’admission et de mélange Phase de combustion Phase de refroidissement isochore après combustion Phase d’échappement et de détente Conclusion INFLUENCE DE L’INSTANT D’ALLUMAGE SUR LA STABILITÉ CYCLIQUE Influence de la stabilité cyclique sur la phase de propagation de la combustion Influence de la richesse et de l’écoulement local sur la probabilité d’allumage Conclusion INFLUENCE DES CONDITIONS AUX LIMITES EN PRESSION ET TEMPÉRATURE SUR LE CYCLE CVC Injection directe de n-décane liquide Phénoménologie du processus CVC dans le cas de l’injection directe liquide Influence de la contrepression d’échappement Extrapolation du bilan énergétique de cycle Conclusion ALLUMAGE DES GAZ FRAIS PAR LES GAZ RÉSIDUELS Caractérisation de l’allumage par gaz résiduel Mécanisme de rallumage en injection directe de propane gazeux Cas d’un carburant liquide d’allumage par gaz résiduels : rallumage en n-décane/air Conclusion et perspectives CONCLUSION GÉNÉRALE En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02293109

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