Study and optimization of Deflagration to Detonation Transition in tube for stoichiometric mixtures containing H2/O2/N2 and (CH4, C2H2, C2H4 and C3H8)/O2/N2 and study of its transmission to a wider space - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2005

Study and optimization of Deflagration to Detonation Transition in tube for stoichiometric mixtures containing H2/O2/N2 and (CH4, C2H2, C2H4 and C3H8)/O2/N2 and study of its transmission to a wider space

Etude et optimisation de la Transition Déflagration Détonation (TDD) en tube des mélanges stoechiométriques H2/O2/N2 et (CH4, C2H2, C2H4 et C3H8)/O2/N2 et de sa Transmission à un espace de plus grande dimension

(1)
1
Rémy Sorin
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 835590

Résumé

The development of an air-breathing Pulsed Detonation Engine requires the improvement of Deflagration to Detonation Transition (DDT) and of detonation diffraction of the reactive mixture used. The study consisted in reducing the DDT times and lengths (tDDT, LDDT) in a tube with the introduction of repetitive obstacles. The mixtures used have the same detonation cell size (λ) around the diameter of the tube. We show that the controlling parameters are λ for LTDD and laminar flame speed for tDDT. We aim to reduce the classical criterion dc=13λ of detonation transmission from a tube (d) to free space with the following geometry : (i) a controlled jump of section, (ii) a cone with a central obstacle and (iii) two successive normal reflections. We show that with this last method the criterion becomes dc=2.2λ which correspond to an improvement of 80% compared to the transmission to free space.
Dans le cadre de la mise au point d'un moteur à détonation pulsée aérobie, nous nous intéressons au système d'initiation répétitive de la détonation. Cette initiation consiste en la création de la détonation à partir d'un allumage basse énergie par Transition Déflagration Détonation (TDD) et à sa transmission à la chambre de combustion de plus grande dimension.
Dans une première partie, nous avons cherché à réduire le temps et la longueur de TDD (LTDD et tTDD), dans un tube de faible dimension (d=26mm) par l'introduction d'obstacles répétitifs. Nous avons étudié la TDD de mélanges réactifs à base d'hydrogène ou d'hydrocarbures possédant la même taille de cellule de détonation (λ~10mm). Nous avons montré que le paramètre contrôlant tTDD est la vitesse fondamentale de flamme, et que celui contrôlant LTDD est λ (LTDD/λ~30 ±25% en première approximation).
Dans une seconde partie, nous avons cherché à réduire le critère classique dc=13λ de transmission de la détonation depuis un tube (d=26mm) jusque dans la chambre de combustion (Dch=200mm). Nous avons étudié la diffraction d'une onde de détonation autonome et stationnaire au travers soit (i) d'un cône avec un obstacle central (de demi angle au sommet α de 5 à 55°), soit (ii) d'un saut de section fini (D/d=1,5 ou 2), ou soit (iii) de deux réflexions normales successives dans des tubes de diamètres croissants (D puis Dch, D/d=2 – 3 ou 3,85). Pour (i) et (ii), le critère de transmission diminue avec respectivement α et D/d, jusqu'à dc=4,4λ pour D/d=1,5 et dc=2,2λ pour α=5°. Nous montrons qu'avec la géométrie (iii) et le passage des deux réflexions (soit Dch/d=7,69), le critère de transmission devient dc=2,2λ quelque soit D, soit un gain de plus de 80% par rapport à la transmission à l'espace libre.
Fichier principal
Vignette du fichier
THESE_SORIN.pdf (8.69 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-00103120 , version 1 (03-10-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00103120 , version 1

Citer

Rémy Sorin. Etude et optimisation de la Transition Déflagration Détonation (TDD) en tube des mélanges stoechiométriques H2/O2/N2 et (CH4, C2H2, C2H4 et C3H8)/O2/N2 et de sa Transmission à un espace de plus grande dimension. Energie électrique. Université de Poitiers, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00103120⟩

Collections

CNRS UNIV-POITIERS
370 Consultations
785 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook Twitter LinkedIn More