Étude expérimentale et numérique de la combustion de carburants liquides à micro-échelle dans un gradient de température contrôlé
Les récentes avancées dans le domaine des microsystèmes électromécaniques (MEMS) ont permis la miniaturisation de nombreux systèmes. Leur forte demande stimule ainsi un nouveau champ d application de la combustion, notamment en micro-génération de puissance. Dans ce contexte, il est indispensable de...
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| Autor principal: | |
|---|---|
| Altres autors: | , , , , , |
| Format: | Thèse numérique |
| Idioma: | Français |
| Publicat: |
2024.
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| Matèries: | |
| Accés en línia: | Accès au texte intégral https://theses.univ-orleans.fr/public/2024ORLE1066_va.pdf http://www.theses.fr/2024ORLE1066/abes https://theses.hal.science/tel-04979933 |
| Nota: |
Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Institut de combustion aérothermique réactivité et environnement (Orléans, Loiret ; 2007-...) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Pascale Domingo (Président du jury) ; Julien Sotton, Cédric Galizzi, Guillaume Legros, Fabien Halter (Membre(s) du jury) ; Julien Sotton, Cédric Galizzi (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Experimental and numerical study of liquid fuel combustion in micro-scale under a controlled temperature gradient |
| LEADER | 06257nam a22005297a 4500 | ||
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| 245 | 1 | 0 | |a Étude expérimentale et numérique de la combustion de carburants liquides à micro-échelle dans un gradient de température contrôlé |c Hugo Chouraqui ; sous la direction de Guillaume Dayma. |
| 256 | |a Données textuelles | ||
| 260 | |c 2024. | ||
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| 500 | |a Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) | ||
| 500 | |a Partenaire(s) de recherche : Institut de combustion aérothermique réactivité et environnement (Orléans, Loiret ; 2007-...) (Laboratoire) | ||
| 500 | |a Autre(s) contribution(s) : Pascale Domingo (Président du jury) ; Julien Sotton, Cédric Galizzi, Guillaume Legros, Fabien Halter (Membre(s) du jury) ; Julien Sotton, Cédric Galizzi (Rapporteur(s)) | ||
| 502 | |a Thèse de doctorat. Énergétique, génie des procédés. Orléans. 2024 | ||
| 520 | |a Les récentes avancées dans le domaine des microsystèmes électromécaniques (MEMS) ont permis la miniaturisation de nombreux systèmes. Leur forte demande stimule ainsi un nouveau champ d application de la combustion, notamment en micro-génération de puissance. Dans ce contexte, il est indispensable de poursuivre les efforts engagés afin de maîtriser la combustion à micro-échelle. Le dispositif expérimental utilisé dans ce travail de thèse permet l auto-inflammation d un prémélange circulant à l intérieur d un microréacteur tubulaire (MFR) auquel un profil de température contrôlé est imposé sur la surface externe. Cela rend possible l étude de la microcombustion, soit la combustion dans des diamètres intérieurs inférieurs au diamètre de coincement. Une caméra rapide intensifiée permettant de suivre le front de flamme par chimiluminescence et une caméra thermique permettant de mesurer la température du MFR sont utilisées. Trois principaux régimes de flamme sont observés : des flammes stables pour des écoulements à vitesse élevée, des flammes avec extinction et allumage répétitif (FREI) pour des débits de milieu de gamme, et des flammes faibles pour des écoulements à faible vitesse. La présence de plusieurs régimes transitoires oscillants a également été mise en évidence pour la première fois. Les études expérimentales concernent les flammes de méthane diluées à l argon, au dioxyde de carbone, à l hélium et au xénon pour souligner l impact des propriétés thermodynamiques et de transports sur les résultats. Les influences de la vitesse, du diamètre du MFR, de la richesse et de la dilution sont étudiées expérimentalement. Des études numériques 2D, réalisées grâce au logiciel Fluent de la suite ANSYS, sont également menées pour affiner la compréhension des résultats expérimentaux. | ||
| 520 | |a Recent advances in the field of microelectromechanical systems (MEMS) have enabled the miniaturization of many systems. The strong demand for such systems thus stimulates a new field of application of combustion, particularly in micro-generation of power. In this context, it is essential to continue the efforts made during the doctoral thesis in order to control microcombustion. The experimental set-up used in her work and for the work presented here allows the ignition of the premixed mixture inside a micro flow reactor (MFR) with a controlled temperature gradient on its external face. It enables the study of microcombustion, which is the combustion inside an inner diameter smaller than the quenching diameter. To this end, a fast intensified camera that follows the flame front with chemiluminescence, and a thermal camera to measure the temperature of the MFR is used. Three main flame regimes are observed: stable flames for high velocity flows, flames with repetitive extinction and ignition (FREI) flames for midrange flow rates, and weak flames for low velocity flows. The presence of oscillating transient regimes was also demonstrated for the first time in this work. Experimental studies focus on methane flames diluted with argon, carbon dioxide, helium and xenon to underline the impact of thermodynamic and transport properties on the results. The influences of speed, MFR diameter, equivalence ratio and dilution are experimentally studied. 2D numerical studies, using Fluent software from the ANSYS suite, are also carried out to refine understanding of the experimental resultats. | ||
| 538 | |a Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF | ||
| 650 | |a Énergie |x Recherche | ||
| 650 | |a Technique de la production |x Recherche | ||
| 650 | |a Combustion |x Essais | ||
| 650 | |a Systèmes microélectromécaniques | ||
| 650 | |a Flamme |x Expériences | ||
| 650 | |a Microfluidique | ||
| 650 | |a Thèses et écrits académiques | ||
| 700 | 1 | |a Dayma, Guillaume, |d 19..-...., |c professeur de chimie. |4 ths | |
| 700 | 1 | |a Domingo, Pascale, |d 19..-...., |c chercheuse en aérothermochimie. | |
| 700 | 1 | |a Sotton, Julien, |d 1976-...., |c chercheur en physique et énergétique. |4 opn | |
| 700 | 1 | |a Galizzi, Cédric, |d 19..-...., |c chercheur en milieu réactifs et transferts radiatifs. |4 opn | |
| 700 | 1 | |a Legros, Guillaume, |d 1976- |4 opn | |
| 700 | 1 | |a Halter, Fabien, |d 19..-...., |c Enseignant-chercheur. |4 opn | |
| 710 | 2 | |a Université d'Orléans. |4 dgg | |
| 856 | 4 | |q PDF |s 15810036 |u http://www.theses.fr/2024ORLE1066/document |z Accès au texte intégral | |
| 856 | 4 | |u https://theses.univ-orleans.fr/public/2024ORLE1066_va.pdf | |
| 856 | 4 | |u http://www.theses.fr/2024ORLE1066/abes | |
| 856 | 4 | |u https://theses.hal.science/tel-04979933 | |
| 997 | |0 1282055 |1 Thèse numérique |a Ressource numérique |b INSA |b ENSA |c 0/Bibliothèque numérique/ |c 1/Bibliothèque numérique/Autre ressource numérique/ | ||