Tomographie à très haute cadence de flammes turbulentes swirlées au moyen du dioxyde d'étain

Résumé : Cet article explore la tomographie de flamme, basée sur un ensemencement de l’écoulement au moyen de traceurs. Cette méthode assez classique permet d’identifier avec un matériel relativement limité le front d’une flamme prémélangée sous la forme de coupes planes avec une bonne résolution spatiale et temporelle.Cependant, la tomographie de flamme est souvent limitée par les traceurs utilisés.Il en est ainsi notamment des gouttelettes d’huiles caractérisées par une faible température de vaporisation, rendant leur utilisation malaisée dans les flammes avec préchauffage ou dans les écoulements qui impliquent une recirculation de gaz brûlés. On s’intéresse ici à l’utilisation de dioxyde d’étain (SnO2) comme traceur pour la tomographie de flamme à haute cadence de prises de vue. Ce traceur ne modifie pas l’aspect de la flamme, dans laquelle il se sublime. Néanmoins, sa température de sublimation n’est pas connue avec précision (1350◦C< Tsub<1900◦C dans la littérature) et ses propriétés thermophysiques à haute température, notamment celles correspondant à des températures supérieures à son point de fusion n’ont pas été caractérisées de façon systématique. Une première expérience est conduite dans cet article afin de déterminer plus finement l’isotherme marquée par la disparition des particules d’oxyde d’étain dans une flamme. Des flammes à point d’arrêt laminaires prémélangées méthane-air à différentes richesses sont ensemencées avec ce traceur. La position de la flamme est obtenue par chimiluminescence, et cette position combinée avec les images obtenues par diffusion de lumière d’une nappe laser sur les particules. On peut ainsi déterminer la température à laquelle les particules sont sublimées. Cette technique d’imagerie est en-suite appliquée à une flamme turbulente swirlée diphasique sur le brûleur SICCA-Spray du laboratoire EM2C. La dynamique des zones de recirculation, ainsi que des tourbillons en précession peut ainsi être analysée avec précision montrant ainsi que l’oxyde d’étain peut être utilisé comme traceur dans des configurations où des gouttelettes d’huile rapidement vaporisées ne pourraient donner les informations souhaitées sur la dynamique de la flamme.
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https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02098273
Contributor : Ccsd Sciencesconf.Org <>
Submitted on : Friday, April 12, 2019 - 3:15:21 PM
Last modification on : Wednesday, April 17, 2019 - 8:28:52 AM

Identifiers

  • HAL Id : hal-02098273, version 1

Citation

Guillaume Vignat, Daniel Durox, Kevin Prieur, Théa Lancien, Ronan Vicquelin, et al.. Tomographie à très haute cadence de flammes turbulentes swirlées au moyen du dioxyde d'étain. 16ème Congrès Francophone de Techniques Laser pour la mécanique des fluides, CNRS, CentraleSupélec, Université Paris Saclay, IRSN, Sep 2018, Dourdan, France. ⟨hal-02098273⟩

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