Flammes de diffusion laminaires dans un gradient magnétique vertical - Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2004

Laminar diffusion flames in a vertical magnetic gradient

Flammes de diffusion laminaires dans un gradient magnétique vertical

Résumé

The goal of the present study is to understand the mechanism of the action of a non-uniform magnetic field on combustion. We have interested to diffusion flames type and have concerned vertical gas jet laminar flames burning propane in quiescent air. The properties of this type of flames depend upon the quality of the diffusive mixing of reactants. For flame having a Froude number of an order of unity, the mixing of reactants is governing by gravity convection. To identify the role playing by the magnetic field gradient, we have chosen a magnetic gradient with a vertical direction. Due to the magnetic susceptibility difference between air (paramagnetic) and flame (diamagnetic), a vertical magnetic gradient induces within flame magneto-gravity convection similar to gravity convection. Thus, it's simpler to characterise magneto-gravity convection induced within flame by an apparent gravity g*, measured relatively to earth gravity g by the coefficient G=g*/g. In our study of the effect of G on diffusion flames, we have shown experimentally and numerically that with magnetic field we have a new way to create apparent gravity conditions inaccessible by others ways; two new ranges of G are accessible here : 01, the phenomena exhibited by the flames examined in this study are similar and are explained by the same mechanisms than those for flames at elevated gravity in centrifuges. In this range, flame length is in agreement with the law obtained from experiences conducted in centrifuges. A law measuring flame length evolution in the range 0
L'objectif de cette étude est d'élucider les mécanismes mis en jeu lors de l'action d'un champ magnétique non uniforme sur la combustion. Nous nous sommes intéressés au type des flammes de diffusion et nous avons considéré une configuration d'une flamme laminaire produite par la combustion d'un jet rond de propane injecté verticalement dans l'air ambiant. Les propriétés de ce type de flamme dépendent essentiellement de la qualité du mélange diffusif entre les réactifs. Pour une flamme ayant un nombre de Froude de l'ordre de l'unité, le mélange des réactifs est piloté par la convection gravitaire. Pour être en mesure d'identifier le rôle joué par le gradient de champ magnétique, nous avons choisi un gradient magnétique de direction vertical. Due à la différence de susceptibilité magnétique entre l'air (paramagnétique) et la flamme (diamagnétique), un gradient magnétique vertical induit dans la flamme une convection magnéto-gravitaire similaire à la convection gravitaire. Il est alors plus simple de caractériser la convection magnéto-gravitaire induite dans la flamme par une gravité apparente g*, mesurée relativement à la gravité terrestre g par le coefficient G=g*/g. Dans notre étude de l'effet de G sur une flamme de diffusion, nous avons montré expérimentalement et numériquement qu'avec un champ magnétique on dispose d'un moyen de créer des conditions de gravité apparente qu'on ne peut pas atteindre par d'autres moyens : deux nouvelles gammes de G sont accessibles ici : 01, les phénomènes que manifestent les flammes examinées dans cette étude sont similaires et s'expliquent par les mêmes mécanismes que ceux observés en gravité élevée dans des centrifugeuses. Dans cette gamme, la longueur de la flamme est en accord avec la loi issue des expériences réalisées dans les centrifugeuses. Une loi mesurant l'évolution de la longueur de la flamme en fonction de G dans la gamme de 0
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Dates et versions

tel-01331608 , version 1 (14-06-2016)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01331608 , version 1

Citer

Fouad Khaldi. Flammes de diffusion laminaires dans un gradient magnétique vertical. Electromagnétisme. INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE GRENOBLE, 2004. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01331608⟩

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