Modélisation de l'évaporation de gouttes multi-composants

CHAPITRE 7 COMBUSTION D’UN BROUILLARD DE GOUTTES MULTI-COMPOSANTSLa Figure 7.18 donne la position radiale où le taux de réaction est maximal dans le nuagemontrant ainsi la position de la flamme (comme indiqué sur la Figure 7.17 à droite).65Position radiale (cm)43210n-hexanen-decanemélange 1iso-decanen-decane 34% - iso-decane 66%0 0.1 0.2 0.3 0.4Temps (s)Figure 7.18 : Evolution de la position radiale du taux de réaction maximal dans le nuage pour lesdifférentes compositions de la goutteLorsque les gouttes sont composées de n-hexane pur, composant très volatile, la flamme sepropage bien plus rapidement dans le nuage, à la vitesse de 20cm/s au centre du nuage à35cm/s au maximum. Cela s’explique par l’évaporation plus importante du n-hexane à faibletempérature ambiante. En dehors de la flamme, la proportion de vapeur est donc plusimportante, ce qui favorise la réaction chimique (Figure 7.19) et la propagation de la flamme.Le mélange 1 malgré la présence de composants volatiles se comporte exactement comme len-decane pur (Figure 7.18), les taux de réactions étant identiques (Figure 7.19). Une foisencore, ce dernier composant peut remplacer l’ensemble des n-alcanes du kérosène. Laflamme se propage à la vitesse de 16cm/s pour ces deux compositions.L’iso-decane pur s’allume mais la flamme ne se propage pas. L’ajout de n-decane permet depropager la flamme, qui progresse toutefois moins vite (14,5cm/s) que le n-decane pur et lemélange 1. La présence des iso-alcanes dans le kérosène ralentit donc la progression de laflamme et pourrait éventuellement éviter sa propagation dans ces conditions plusdéfavorables.Remarque :la discrétisation de l’espace implique une évolution en forme de « marched’escalier » pour la position où la valeur du taux de réaction est maximale(Figure 7.18) ainsi des oscillations de cette valeur maximale du taux deréaction (Figure 7.19). Le calcul pour le n-decane pur (en rouge sur laFigure 7.18 et la Figure 7.19) a du être arrêté pour un problème deconvergence. C’est pour cette raison les résultats pour ce composant ne sontpas tracés jusqu’à l’extérieur du nuage.219