SIMULATION NUMÉRIQUE DE LA COMBUSTION NON PRÉMÉLANGÉE MÉTHANE-HYDROGÉNE DANS L'AIR: APPLICATION DANS UNE CHAMBRE DE COMBUSTION CYLINDRIQUE

Abstract

في هذه المذكرة، قمنا بتقديم النتائج العددية لدراسة الانتشار المضطرب للهب داخل غرفة احتراق اسطوانية تتغذى بـ (الميثان أو الهيدروجين) / الهواء. قمنا بدراسة عددية باستخدام برنامج FLUENT-CFD و "Gambit" من اجل رسم الشبكة. كما استخدامنا طريقة الحجوم المحددة لحل معادلات نافير- ستوكس لجريان الوقود. يتم استخدام نموذجي LES / PDF لرفع مشكلة التفاعل اضطراب / كيمياء الموجودة في معادلات النقل للنظام. حيث تم اختيار المقادير التالية: حقل السرعة و درجة الحرارة، الكسر الكتلي لأول أكسيد الكربون، بغرض مقارنتهم مع المعطيات التجريبية. وبالإضافة إلى ذلك، نفس الوسائط المعتبرة سابقا قد تم استخدامها في دراسة سلوك احتراق وقود CH4/H2. ويعتبر الهيدروجين وقود نظيف من دون انبعاث غاز أول أكسيد الكربون في نواتج الاحتراق بالمقارنة مع غاز الميثان. وبالإضافة إلى ذلك سرعة غاز الهيدروجين في التفاعل عالية مقارنة بسرعة غاز الميثان. Dans cette mémoire, est présenté les résultats numériques à l’étude d’une flamme turbulente de (méthane où hydrogène)/air générée par un bruleur cylindrique. Les simulations numériques sont réalisées à l’aide du code de calcul CFD "FLUENT" comme solveur et "Gambit" pour le maillage. La méthode des volumes finis a été utilisée pour résoudre les équations de Navier-Stokes régissant l’écoulement. Le couplage des modèles LES/PDF est utilisé pour modéliser l’interaction turbulence/chimie dans les équations de transport du système. Les résultats des calculs sont exprimés et analysés en termes de vitesse, de température et la fraction massique de monoxyde de carbone. Les résultats sont comparés et validés avec des données expérimentales. En outre, les mêmes paramètres considérés précédemment sont utilisés dans l’étude de comportement de la combustion des carburants CH4/H2. L'hydrogène est considéré comme un combustible propre sans émission du monoxyde de carbone dans les produits de la combustion, comparativement au méthane. En plus, La vitesse du gaz d’hydrogène dans la flamme supérieur par rapport la vitesse de gaz de méthane In this memory, is presented the numerical results to the study of a turbulent flame of (methane or hydrogen) /air generated by a cylindrical burner. The numerical simulations are carried out using the computation code CFD "FLUENT" as solver and "Gambit" for the mesh. The finite volume method was used to solve the Navier-Stokes equations governing the flow. The coupling of the LES / PDF models is used to model the turbulence / chemistry interaction in the transport equations of the system. The results of the calculations are expressed and analysed in terms of speed, temperature, mass fraction of the carbon monoxide. The results are compared and validated with experimental data. In addition, the same parameters considered above are used in the study of the combustion behaviour of CH4/H2 fuels. Hydrogen is considered clean fuel with no carbon monoxide emissions in combustion products, compared to methane. In addition, the velocity of the hydrogen gas in the upper flame with respect to the methane gas velocity