Étude expérimentale et modélisation des interactions chimiques entre gaz résiduels et gaz frais dans l’allumage spontané homogène des moteurs à essence - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2003

An experimental and modeling study of chemical interactions between residual burnt gases and hydrocarbon oxidation in relation to autoignition in piston engines

Étude expérimentale et modélisation des interactions chimiques entre gaz résiduels et gaz frais dans l’allumage spontané homogène des moteurs à essence

Résumé

New combustion concepts in piston engines are being studied (HCCI, CAITM), in order to reduce pollutant and CO2 emissions. Their implementation requires the control of ignition by self-ignition during the compression phase in the presence of recycled flue gases. The study carried out here aims to better define the effects of certain constituents of the flue gases on this combustion. Experiments were carried out in a self-agitated gas jet reactor at 1 and 10 atm and in a tubular reactor at 1 atm between 550 and 1200 K in order to evaluate the effects of NO, CO, CH2O and a representative mixture of unburned hydrocarbons (UHC) on the oxidation of four compounds: n-heptane, iso-octane, methanol and toluene. A detailed reaction mechanism describing all the reactions of these compounds was implemented in order to interpret the experimental results. Calculations performed using this mechanism confirm the experimental results showing that CO, CH2O and unburned hydrocarbons have no effect. The NO gas pedal or inhibitor effect according to the experimental conditions is reproduced at least qualitatively by the mechanism.
De nouveaux concepts de combustion dans les moteurs à piston sont à l'étude (HCCI, CAITM), afin de réduire les émissions de polluants et de CO2. Leur mise en œuvre nécessite la maîtrise de l'allumage réalisé par auto-inflammation pendant la phase de compression en présence de gaz brûlés recyclés. L'étude menée ici vise à mieux définir les effets de certains constituants des gaz brûlés sur cette combustion. Des expériences ont été menées en réacteur auto-agité par jets gazeux à 1 et 10 atm et en réacteur tubulaire à 1 atm entre 550 et 1200 K afin d'évaluer les effets de NO, CO, CH2O et d'un mélange représentatif d'hydrocarbures imbrûlés (UHC) sur l'oxydation de quatre composés : le n-heptane, l'iso-octane, le méthanol et le toluène. Un mécanisme réactionnel détaillé décrivant l'ensemble des réactions de ces composés a été mis en œuvre afin d'interpréter les résultats expérimentaux. Les calculs réalisés à l'aide de ce mécanisme confirment les résultats expérimentaux montrant que CO, CH2O et des hydrocarbures imbrûlés n'ont aucun effet. L'effet accélérateur ou inhibiteur de NO selon les conditions expérimentales est reproduit au moins qualitativement par le mécanisme
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Citer

Gladys Moréac. Étude expérimentale et modélisation des interactions chimiques entre gaz résiduels et gaz frais dans l’allumage spontané homogène des moteurs à essence. Chimie théorique et/ou physique. Université d'Orléans, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02961685⟩
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