Modélisation de l'évaporation de gouttes multi-composants

CHAPITRE 7 COMBUSTION D’UN BROUILLARD DE GOUTTES MULTI-COMPOSANTS7.4 ConclusionLes modèles d’évaporation de gouttes multi-composants ont été intégrés dans un modèle decombustion d’un nuage de gouttes. L’auto-allumage de ce nuage a été étudié pour différentescompositions du liquide. Il a d’abord été montré que le délai d’allumage, représentatif de lafaculté du nuage à s’allumer, est peu affecté par l’hypothèse d’uniformité de la compositionde la goutte. Au contraire, une température uniforme sous-estime le débit de vapeur et retardel’allumage.Le délai d’allumage peut être diminué par la présence d’un composant très volatile dans lacomposition de la goutte. Ces composants ne sont toutefois pas en proportion suffisante dansle kérosène pour que mélange de n-alcanes (représentatif de l’ensemble de n-alcanes dukérosène) s’allume plus vite que le n-decane pur. Par contre les iso-alcanes, dont le taux deréaction est plus faible que celui des n-alcanes, retardent significativement le délaid’allumage. Leur présence dans la composition du kérosène peut donc affecter l’allumage, lapropagation et la stabilité de la flamme.L’allumage au centre du nuage, généré par la décharge d’une bougie, et la propagation de laflamme sont ensuite testés dans des conditions atmosphériques au sol. Les composantsvolatiles favorisent la propagation de la flamme, mais ils ne sont pas en proportion suffisantedans le kérosène pour affecter le comportement du mélange de n-alcanes (représentatif del’ensemble de n-alcanes du kérosène) qui se comporte exactement comme le n-decane pur.Par contre, la présence des iso-alcanes, moins réactifs, ralentissent la propagation de laflamme. Dans des conditions atmosphériques en altitude, le n-decane pur s’allume,contrairement au mélange de n-decane et d’iso-decane.Il découle de cette étude que :l’hypothèse d’une composition uniforme dans la goutte peut être appliquée, mais lesgradients de température doivent être considérés,dans un groupe de composants, si les composants les plus volatiles sont en faiblequantité, ils peuvent être négligés et le groupe peut être représenté par le composantmajoritaire de ce groupe,les composants de nature différente ne présentent pas des comportements similaires encombustion, chaque groupe de composants doit alors être considéré.Le kérosène peut être représenté par ses composants majoritaires dans chaque groupe :22226,47% de n-decane51,53% de C 10 H 22 iso-alcane de substitution12,2% de C 9 H 12 alkylbenzène de substitution (ou de 1,2,4-trimethylbenzène)