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Instrumentation, Mesure, Métrologie

1631-4670
Revue des Systèmes
Nouvel éditeur en 2019
 

 ARTICLE VOL 17/1 - 2018  - pp.93-111  - doi:10.3166/i2m.17.93-111
TITRE
Influence de la température de préchauffage de l'air et de l'excès d'air dans une chambre de combustion à flux inverse

TITLE
Influence of air preheat temperature and excess air in a reverse flow combustor

RÉSUMÉ

Le but de cette tude est d’ tudier l’influence de la temp rature de pr chauffage de l’air et du coefficient d’air en exc s sur le processus de combustion. À cette fin, des simulations numériques de la combustion dans la petite chambre de combustion cylindrique à contre-courant au point de stagnation sont simulées numériquement. Le brûleur et l’orifice d’ chappement sont situ s dans la partie sup rieure de la chambre de combustion et le bas est fermé. Le carburant est du gaz naturel. La turbulence est modélisée àl'aide du modèle de stress de Reynolds ou de la simulation par grands tourbillons (LES). Dans le premier cas, deux modèles de combustion différents ont étéutilisés, àsavoir le modèle de dissipation à vitesse limitée par tourbillon (ED-FR) avec un mécanisme de réaction en deux étapes, et le concept de dissipation de tourbillon (EDC) avec un mécanisme de réaction détaillé. Dans le cas des LES, seul le modèle ED-FR a étéutilisé. Cette étude a révéléque le champ de temp rature devient plus uniforme lorsque le coefficient d’air en exc s ou la temp rature de préchauffage de l’air augmentent. Si le coefficient d'exc s d'air augmente, les temp ratures maximales et moyennes dans la chambre de combustion sont plus basses, ainsi que le taux de dégagement de chaleur, les gradients scalaires sont plus lisses, la zone de réaction devient plus large et s'éloigne du brûleur. L'augmentation de la température de l'air de préchauffage entraîne une augmentation des températures maximales et moyennes dans la chambre de combustion et une augmentation du taux de dégagement de chaleur, avec une zone réactionnelle plus fine et plus courte, plus proche de la chambre de combustion. Des prévisions satisfaisantes des émissions de NO ont étéobtenues.



ABSTRACT

The purpose of this study is to investigate The influence of the air preheat temperature and excess air coefficient on the combustion process. For that, Combustion in a stagnation point reverse flow small-scale cylindrical combustor is numerically simulated. The burner and the exhaust port are located at the top of the combustor and the bottom end is closed. The fuel is natural gas. Turbulence is modelled using either the Reynolds stress model or large eddy simulation (LES). In the former case, two different combustion models are used, namely the eddy dissipation finite rate (ED-FR) model with a two-step reaction mechanism, and the eddy dissipation concept (EDC) along with a detailed reaction mechanism. In the case of LES, only the ED-FR model is employed.. Through this study, it was found that The temperature field becomes more uniform when the excess air coefficient or the air preheat temperature increase. If the excess air coefficient increases, the maximum and average temperatures in the combustor are lower, as well as the heat release rate, the scalar gradients are smoother, the reaction zone becomes wider, and moves away from the burner. The increase of the preheat air temperature yields an increase of the maximum and averaged temperatures in the combustor, and an increase of the heat release rate, with a thinner and shorter reaction zone that is closer to the burner. Satisfactory predictions of the NO emissions were obtained.



AUTEUR(S)
Djamel BENMENINE, ABDELHALIM BENTEBBICEH

MOTS-CLÉS
chambre de combustion à flux inverse, concept de dissipation de tourbillon, température de préchauffage de l'air, excès d'air.

KEYWORDS
reverse-flow combustor, eddy dissipation concept, air-preheat temperature, excess air.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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