Vaporisation et oxydation a haute temperature et haute pression de gouttes de combustibles liquides : application aux n-alcanes et esters methyliques d'huiles vegetales

• Auteur / Autrice : Céline Morin
• Direction : Iskender Gökalp
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Orléans

Résumé

La vaporisation et l'oxydation de gouttes de combustibles liquides sont des mecanismes fondamentaux dans la combustion de brouillards. L'objectif de cette these est de caracteriser ces deux processus que l'on retrouve dans de nombreux systemes energetiques, comme les moteurs diesel, les turboreacteurs ou les bruleurs industriels. L'accent est mis sur l'etude de l'influence des deux parametres, temperature - pression. Deux types de combustibles liquides sont etudies : des n-alcanes, famille chimique composant majoritairement le gazole et des esters methyliques d'huiles vegetales, carburants de substitution utilises dans les moteurs diesel. Nous presentons tout d'abord l'influence de la temperature seule sur la vaporisation de gouttes de n-alcanes (du n-c 5h 1 2 au n-c 1 0h 2 2) puis celle des parametres combines, temperature - pression sur la vaporisation de gouttes de n-heptane et n-decane. A partir d'un systeme d'acquisition d'images par camera video, des caracteristiques de vaporisation sont determinees, comme les taux moyens et instantanes de vaporisation, les temps de chauffage et de vaporisation. Nous nous attachons en particulier a preciser l'influence de la temperature et de la pression au regard des parametres critiques du combustible liquide. Les taux moyens de vaporisation sont compares a ceux calcules analytiquement a partir de la theorie quasi-stationnaire. Des modifications sont apportees a ce modele, avec prise en compte de l'influence de la convection naturelle et de la periode de chauffage. Nous comparons les caracteristiques de vaporisation des gouttes de n-alcanes avec celles d'esters methyliques d'huiles vegetales. Enfin, nous identifions les especes chimiques formees lors de la pyrolyse et l'oxydation de ces biocarburants par chromatographie en phase gazeuse - spectrometrie de masse. A partir des experiences d'oxydation realisees en reacteur auto-agite, nous degageons les effets de temperature, pression et richesse sur la formation de polluants.