Etude de la détonation de mélanges gazeux de nitrométhane et d'oxygène

Study of the detonation in gaseous nitromethane and nitromethane mixed with oxygen

• Auteur / Autrice : Michel-Olivier Sturtzer
• Direction : Daniel Desbordes, Henri-Noël Presles
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergie, thermique, combustion
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et aéronautique (Poitiers1992-2008)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cinétique chimique

Structure cellulaire (physique)

Ondes de détonation

Ondes de choc

Résumé

L'observation expérimentale des cellules de détonation des mélanges gazeux de nitrométhane et d'oxygène pour une richesse F variant de 0. 1 à 1. 75 (nitrométhane pur) révèle l'existence d'un double réseau de structures cellulaires pour 1. 3 £ F £ 1. 75. Des calculs de la zone de réaction de la détonation basés sur le modèle Zeldovich-Von Neumann-Döering, utilisant un schéma de cinétique chimique détaillée de décomposition et d'oxydation du nitrométhane mettent en évidence pour 1. 3£F£1. 75 un dégagement d'énergie chimique en deux étapes exothermiques successives, caractérisées par leur propre longueur d'induction. Ces résultats justifient la présence des deux échelles de structures cellulaires et renforcent l'idée que les cellules de détonation trouvent leur origine dans des instabilités amplifiées par le fort taux de libération d'énergie dans la zone de réaction.

The experimental study of the detonation in pure gaseous nitromethane or mixed with oxygen has exhibited unambiguously the existence of a double cellular structure in the range of equivalence ratio F from 1. 3 to 1. 75 (nitrométhane). Calculations of the reaction zone of the detonation for 1. 3£F£1. 75, using a detailed chemical kinetics scheme of decomposition and oxidation of nitromethane in the Zeldovich-Von Neumann-Döering model, demonstrate that the chemical energy is released in two main successive reaction steps characterized by their own induction length. The results justify the existence of two levels of cellular structure and strengthen the idea that the cellular detonation structure finds its origin in instabilities amplified by the high energy release rate inside the reaction zone.