Modélisation de la combustion turbulente non-prémélangée dans un brûleur à jets séparés, application à la stabilisation d'une oxy-flamme

• Auteur / Autrice : Cyrille Lesieur
• Direction : Luc Vervisch
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique. Mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Rouen, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Mécanique des Fluides Numériques (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Flamme

Technique de la combustion

Combustion

Résumé

L'utilisation de l'oxy-combustion dans un brûleur à jets séparés ouvre des possibilités intéressantes de contrôle de la pollution et de modularité des propriétés de la flamme. Cette géométrie complexe peut conduire à des écoulements défavorables à la stabilisation d'oxy-flammes décrochées. Cette étude porte sur le développement d'outils numériques d'aide au dimensionnement de ces oxy-brûleurs à jets séparés. Les différents outils numériques employés et développés sont testés sur une version simplifiée du brûleur à jets séparés composée d'un jet central de gaz naturel entouré de deux injecteurs d'oxygène pur. Dans un premier temps, les caractéristiques aérodynamiques de l'écoulement inerte des différentes configurations du brûleurs sont simulées et comparées à l'expérience. Dans un deuxième temps, les caractéristiques des oxy-flammes laminaires de prémélanges et de diffusion sont étudiées. Dans un dernier temps, les résultats des flammes laminaires sont utilisés au sein d'une base de données pour reproduire le comportement en combustion de ces oxy-brûleur. Cette modélisation est basée sur une partition de la flamme turbulente en une zone partiellement prémélangée et une seconde zone lointaine de diffusion. La transition entre les deux régimes s'effectue dans l'espace de la fraction de mélange à travers une fonction reliée à la variable d'avancement. Les premières comparaisons avec les résultats expérimentaux sont encourageantes.