Prédiction numérique des flammes de diffusion avec le modèle d'écoulement laminaire en flammelettes.

Abstract

Dans le présent travail, on s’intéresse à la simulation numérique en trois dimensions (3D) des flammes de diffusion d’un écoulement turbulent et réactif dans une chambre de combustion "TECFLAME" d’une turbine à gaz. Plusieurs facteurs qui influencent le processus de combustion sont examinés. Un des objectifs est d'étudier l'influence des modèles de turbulence et les mécanismes réactionnels sur la prédiction de l’écoulement du champ de température et la modélisation des émissions polluantes NOx. Le calcul numérique a été effectue en utilisant le code commercial Fluent. Les modèles de turbulence k-ε standard et RSM (Reynolds stress model) sont utilisés pour décrire l'écoulement turbulent. Le modèle « Eddy dissipation » (6 espèces et 2 réactions), le modèle de fonction de densité de probabilité PDF (fonction β) (9 espèces et 8 réactions) avec un modèle d'équilibre chimique et le modèle de Flammelette laminaire (17 espèces et 46 réactions) sont utilisés pour la modélisation de l’interaction turbulence- chimie. Le post-processeur NOx est utilisé pour prédire les émissions de NO. La concentration des radicaux OH et O sont obtenus en supposant l'hypothèse de l'équilibre partiel et en utilisant un PDF en termes de température. Les résultats numériques obtenus sont comparés aux résultats expérimentaux d’une part de Meier et al. (2000) et Guillaume Albouze (2009), et d’autre part aux travaux numériques traités en deux dimensions (2D) de Frassoldati et al. (2005) et A. Khelil (2008).