Modlisation de la prdiction des hydrocarbures imbrls dans une flamme de diffusion Application la com

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Modélisation de la prédiction des hydrocarbures
imbrûlés dans une flamme de diffusion
Application à la combustion Diesel
Elodie Betbeder-rey
Encadrants B. Fiorina a, O. Gicquel a, N.
Darabiha a, G. Moréac b A Laboratoire E.M2.C,
Ecole Centrale Paris B Pôle combustion/système
énergétique, Technocentre - Guyancourt
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Conditions de formation des UHC
OBJECTIF Prédiction des UHC

• HC physiques
• - Parois froides
• - Remplissage des volumes morts
• - Absorption des vapeurs de carburant dans les
  films dhuile
• HC chimiques
• - Température de combustion insuffisante
• (fonctionnement en sous-avance à faible
  charge)
• - Manque dO2
• HC en sortie moteur
• 10 à 20 saturés (majoritairement le
  méthane)
• 60 à 80 insaturés (principalement
  léthylène)
• 10 à 20 aromatiques (benzène, toluène)

CO
CH4
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Contexte industriel
Auto-inflammation
Propagation du front de flamme
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Flamme à contre-courant
Partie expérimentale
Air / EGR
Flamme de diffusion propane/air
Flamme
n-décane
(J.C Rolon)
G. Vanhove, P. Desgroux, J-F Pauwels
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Calcul pour lindustrie automobile
Logiciel Modèle ECFM Colin et al.
(2003) Star-CD Version développée pour Renault
SOLUTION Méthode de réduction de schémas
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Méthodes de tabulation - Principes
Résolution k équations
Choix dune configuration élémentaire
Schéma cinétique détaillé k espèces
Informations sur la chimie Yk, taux de réactions,

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Vecteur despèces
Terme source de CH4

• T
• P
• Taux EGR
• (Exhaust Gas Recirculation)
• Composition de lEGR

Modèle ECFM
Corrélations Vecteur despèces
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Détermination de la composition de lEGR
Tinitiale
EQUIL
Régime moteur
Simulation cycle moteur 0 D
Paramètres
Richesse
EGR
EGR
Couplage EQUIL 0 lt temps de séjour lt 8
Répartition des espèces
Espèces principales
Composition de lEGR
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Composition de lEGR à ??constante
????0.8
Conditions de simulation Régime moteur (rpm)
2000 - 2500 - 3000 - 3500 - 4000 Température
initiale 450 K
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Cartographies
Fraction massique de CO2 dans lEGR
Fraction massique de CO dans lEGR
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Espèces majoritaires
Connaître la composition
Identification des espèces les plus importantes
quantitativement
Impact sur les UHC
Critère de conservation massique 0.9999
8 espèces majoritaires N2 - O2 - CO2 - H2O - CO
- OH - O - H2
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Espace des phases à ??constante
Représentation dans lespace des phases Courbes
en fonction de YCO2
????0.8
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Composition de lEGR
1.0
0.9
0.8
Richesse
0.7
0.6
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Espace des phases
Richesse
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
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Conclusion
Influence de lEGR sur une flamme de diffusion
Modifier / valider le schéma cinétique Brûleur de
flamme à contre-courant
Choix des variables pour tabuler la cinétique
chimique
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