Diagnostics optiques appliques aux milieux reactifs (diffusion rayleigh, fluorscence induite par laser, absorption, analyse de la chimiluminescence,. . . ) application aux flammes laminaires etirees a contre-courant

Optical diagnostics applicated to reactif media (rayleigh scattering, laser induced fluorscence, absorption, analysis of chemiluminescence,. . . ) application to laminar stretched counterflow flames

• Auteur / Autrice : THOMAS CROONENBROEK
• Direction : JEAN-PIERRE MARTIN
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Ce document presente l'application de diagnostics optiques a des milieux reactifs, et plus particulierement aux flammes de diffusion a contre-courant. Les techniques utilisees comprennent l'analyse spectrale de la chimiluminescence, des mesures de temperature par diffusion rayleigh et la mesure quantitative de la concentration de oh par fluorescence induite par laser, calibree par des mesures d'absorption. L'emission spontanee des molecules no, oh, ch et c#2 est mise en evidence. A partir des spectres de ch, une temperature rotationnelle est determinee, proche de la temperature des gaz de la flamme. Les flammes de diffusion a contre-courant sont decrites tant au niveau experimental que theorique. La mesure de temperature par diffusion rayleigh est ensuite au centre de l'etude. Deux algorithmes de conversion des mesures rayleigh en temperature sont developppes. Les resultats obtenus a l'aide de ces algorithmes sont non seulement confrontes aux calculs numeriques mais aussi a des mesures drasc. Les resultats de cette etude permettent, d'une part de valider les algorithmes developpes et, d'autre part, de valider les calculs numeriques dans le cas des flammes methane-air et propane-air. Dans le cas des flammes hydrogene air, des phenomenes, mal pris en compte dans la modelisation, ont ete deceles par les experiences. La mesure quantitative de concentration de oh par fluorescence induite par laser (fil) est presentee. Une etude preliminaire portant sur le quenching a comme resultat que la fil en regime lineaire, associee a des calibrages par absorption, est la technique la mieux adaptee aux flammes de diffusion a contre-courant. De plus, le quenching peut etre generalement consideree comme constant dans la zone de formation de oh dans ces flammes. Les resultats experimentaux sont confrontes a des calculs numeriques. Dans les flammes propane-air et methane-air, l'accord entre theorie et experience est bon. Dans les flammes hydrogene-air, on constate un desaccord systematique comme celui observe par diffusion rayleigh. Les perspectives d'application des techniques developpees sont donnees.