Etude de l'effet d'un gradient de champ magnétique sur le développement de flammes de diffusion laminaires

Effects of a magnetic gradient on lifted laminar diffusion flames

• Auteur / Autrice : Thomas Delmaere
• Direction : Brahim Sarh
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergétique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Orléans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Champs magnétiques

Flamme

Méthane

Résumé

Les problématiques énergétiques actuelles ont conduit à l’utilisation de systèmes de combustion pauvre où la richesse est au voisinage de la stœchiométrie. Or ces systèmes nécessitent des artifices telles que flammes pilotes, ou obstacles placés au voisinage du brûleur afin d’augmenter la recirculation des gaz et par conséquent le temps de séjour, pour accrocher la flamme. Une des solutions pour opérer cette stabilisation de flamme et son accrochage au brûleur, sans utiliser ces artifices est l’utilisation d’un champ magnétique. Cette étude a pour objectif d’une part, de comprendre les mécanismes mis en jeu lors de l’application d’un gradient de champ magnétique sur une flamme laminaire de diffusion méthane/air issue de jets coaxiaux, et d’autre part, d’apporter une contribution à la compréhension des phénomènes qui résultent de l’application de ce champ pour réduire le décrochage de flammes. L’étude est conduite sous deux aspects expérimental et numérique. Cette dernière partie est réalisée avec un code CFD dans lequel, deux modifications ont été apportées : ajout d’un modèle de rayonnement qui permet de prendre en compte les pertes radiatives des gaz chauds et prise en compte de l’influence du champ magnétique par l’ajout d’une force volumique dans l’équation de quantité de mouvement. L’action du champ magnétique est étudiée sur l’écoulement sans et avec combustion. L’étude a montré que la hauteur de décrochage dépend fortement du débit d’air mais peu du débit de méthane. L’application du champ magnétique permet de réduire la vitesse de l’air et le gradient spatial de fraction massique de méthane, phénomènes importants dans la diminution de la hauteur de décrochage et dans l’augmentation de la vitesse de propagation de la flamme.