Analyse de la structure des écoulements réactifs à faible vitesse sur une plaque plane : cas de la flamme de diffusion laminaire sous un environnement de gravité réduite

Low reactive flows on a flat plate analysis : study of a diffusion flame under microgravity conditions

• Auteur / Autrice : Pierre Cordeiro
• Direction : Pierre Joulain
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergie, thermique, combustion
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et aéronautique (Poitiers1992-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effets de la gravité réduite

Flamme

Apesanteur

Chimiluminescence

Combustion

Résumé

Nous avons étudié le problème d'Emmons, à l'aide d'un brûleur à gaz. Pour ce type de configuration, ce sont les paramètres d'injection et de soufflage qui conditionnent le positionnement et la forme de la flamme. L'influence de ces paramètres va donc être étudiée en mesurant la longueur de la flamme et la distance flamme-paroi ou stand-off distance, par imagerie de la chimiluminescence des radicaux CH* et de l'émission de la flamme dans le spectre visible. L'écoulement aérodynamique est également étudié par Vélocimétrie par Images de Particules (PIV). Tout d'abord en écoulement inerte, de façon à identifier les effets du brûleur sur l'écoulement principal, puis en écoulement réactif en micropesanteur. Il est ainsi possible de quantifier les effets de l'expansion thermique sur l'accélération de l'écoulement. L'aspect tridimensionnel n'a pas été étudié ici, mais l'étude d'adaptabilité de méthodes de mesure tridimensionnelles aux conditions particulières des vols paraboliques a été examinée. La sensibilité de la flamme aux g-jitters a été analysée en utilisant le nombre de Richardson local modifié et les effets des g-jitter sur la flamme examinés en étudiant la fréquence et l'amplitude des g-jitter rencontrés en vols paraboliques.

We studied Emmons problem using a gaseous burner. In this configuration, flame layout results from a coupled interaction between oxidiser flow, fuel flow and thermal expansion. Influences of these parameters are studied by means of flame length and standoff distance measurements using CH* chemiluminescence's and visible emission of the flame. Flow was also studied with Particle Image Velocimetry (PIV). At first with inert flows, with and without injection to identify burner effects on it, and then with a reacting flow in a microgravity environment. Thermal expansion effects have been shown by means of the acceleration of oxidiser flow. Three-dimensional effects, which are strongly marked for high injection velocities didn't were studied, but three-dimensional tools adaptability to parabolic flights particular conditions were investigate. Flame sensitivity to g-jitters was studied using a local modified Richardson number and g-jitters effect on flame were investigated according to g-jitters frequency and range involved by parabolic flights.