Thèse soutenue

Caractérisation par pyrométrie polychromatographique des flammes de diffusion turbulentes monophasiques et diphasiques

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Auteur / Autrice : Rahardjo Tirtoatmodjo
Direction : Maurice Brun
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées
Date : Soutenance en 1993
Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Afin de caractériser les propriétés optiques des flammes de diffusion turbulentes fuligineuses, deux méthodes optiques non intrusives, délivrant des mesures instantanées, ont été mises en place. La première basée sur la diffusion de la lumière par les particules de suie est utilisée pour la mesure locale de leur diamètre et de leur concentration en s'appuyant sur la théorie de Mie. La deuxième, la pyrométrie à trois longueurs d'onde basée sur l'évolution chromatique de la flamme, délivre dans le cadre de cette même théorie, et pour l'ensemble de la traversée optique visée, la mesure du diamètre, de la température et du produit de la fraction volumique par la longueur de la traversée optique. Les implications de sa simplification sous forme de pyrométrie à deux longueurs d'onde, par l'utilisation de théorie de Rayleigh, sont précisées. Appliquée à une flamme libre monophasique de propane ainsi qu'à une flamme diphasique de gazole, ces méthodes ont permis de mesurer et de suivre l'évolution de la taille, de la température et de la concentration des particules en fonction de la hauteur dans la flamme. Les résultats délivrés par les deux méthodes font ressortir une très bonne concordance entre les mesures de diamètre obtenues par pyrométrie à trois longueurs d'onde et celles fournies par la méthode de diffusion de la lumière, montrant ainsi l'intérêt de la méthode polychromatique, beaucoup plus simple à mettre en œuvre. En ce qui concerne la caractérisation des flammes, il ressort de l'étude comparative effectuée qu'en raison du délai d'évaporation de la phase liquide la suie se forme beaucoup plus haut dans la flamme diphasique que dans celle monophasique. Un modèle de production de suie propose par Morel a été adapté a nos flammes en reliant les évolutions temporelles des paramètres a leur évolution axiale. Des mesures complémentaires de la température par thermocouple, de la vitesse par ADL et de la concentration par chromatographie ont complété les données précédentes pour permettre la validation de ce modèle et contribuer en même temps ainsi a la constitution d'une base de données relativement complète pour ces deux types de flammes