Etude par simulation numérique des caractéristiques d’une flamme de diffusion turbulente avec co-courant d’air d’un mélange de CH4 - H2

Abstract

Ce travail est consacré à la mise en évidence par simulation numérique des caractéristiques d’une flamme de diffusion turbulente avec co-courant d’air de méthane enrichie avec de l’hydrogène. La configuration adoptée est constituée d’un mélange de méthane et d’hydrogène dilué dans de l’azote. Elle est caractérisée par des rapports de densité et de vitesses élevés à l’injection. Pour les calculs, la turbulence est modélisée avec l’approche RSM (Reynolds Stress Model) et l’interaction chimie turbulence est représentée par le modèle EDC (Eddy Dissipation Concept). Les caractéristiques de la flamme (longueur, épaisseur, maximum de température, quantités de CO et CO2 produites) sont prédites avec une bonne précision. Dans la première section radiale de la zone proche de l’injection, les maximums de température et de la fraction massique de H2O sont calculés correctement. Par ailleurs, du fait de la présence de forts gradients de densité et de vitesses à l’injection, l’entraînement est sous-estimé et l’épanouissement radial des profils de température et des espèces chimiques est surestimé. Dans les autres sections, les résultats sont en bon accord avec les mesures.