Simulation numérique en 3D de la flamme prémélangée dans une chambre de combustion à Injecteur swirl

Abstract

Résumé La Compréhension de la combustion turbulente représente un intérêt capital dans le domaine des écoulements réactifs, les flammes turbulentes prémélangées sont un type de cette combustion. Elles ont reçu un intérêt particulier dans le présent travail vu leur présence remarquable dans des applications domestiques et technologiques diverses, mais beaucoup plus pour leur vertu écologique. Le présent travail consiste à étudier l’influence de divers paramètres sur la stabilité des flammes turbulentes, en se basant sur l’approche R.A.N.S (Reynolds Avraged Navier-Stokes équation), des jets turbulents et swirlés (brûleur ou injecteur) de fluides réactifs et non-réactif dans la chambre de combustion. La modélisation de la combustion est basée sur le modèle de Magnussen. Le modèle k-ε est utilisé pour modéliser la turbulence. Le modèle géométrique est créé par « SOLIDE WORKS », la génération de maillage et les conditions aux limites ont été élaborés à l’aide du programme « GAMBIT ». Les différentes simulations numériques ont été faites à l’aide du code de calcul « FLUENT 3D». Des résultats intéressants ont été obtenus concernant les champs de vitesse axiale et latempérature, les fraction massique des différentes espaces impliquées dans le processus de combustion : CH 4 ,O 2 ,CO 2 ,H 2 O et CO.

Abstract The understanding of turbulent combustion present a capital interest in the field of reactive flows, due to the complexity of the phenomena brought into play but also because very widespread in our practical life. The premixed turbulent flame is one type in various domestic and technological application bat especially for their ecological virtue. The work is a contribution to the numerical study of the turbulent jets of non-reactive and reactive fluids. So, the principal objective is to study the influence of various parameters on the premixed turbulent flame stability. The modelling of the combustion is based on the model of Magnussen, and the turbulence effects are taken in account using the k-ε model. The problem was tackled by using the computer data-processing « Solid Works », for the generation of the geometry mesh, we use « Gambit » code, and to solve the problems to obtained simulations we use « Fluent » code. Interesting result were obtained concerning the field of axial velocity, temperature and mass fractions the various species: CH 4 ,O 2 ,CO 2 ,H 2 O and CO.