Modélisation de la combustion du Méthane dans un four à flamme de diffusion turbulente

Abstract

Résumé : La compréhension de la combustion turbulente représente un intérêt capital dans le domaine des écoulements réactifs. Les flammes turbulentes non pré-mélangées sont un type de cette combustion. Le présent travail est une contribution à l’étude numérique, des jets turbulents (brûleur) axisymétriques de fluides réactifs dans un four. La modélisation de la combustion est basée sur le modèle de Magnussen. Le modèle k-ε est utilisé pour modéliser la turbulence. Le modèle géométrique ainsi que les conditions aux limites ont été élaborés à l’aide du générateur de maillage du programme "GAMBIT". Les différentes simulations numériques ont été faites à l’aide du code de calculen volumes finis "FLUENT 2D" version ANSYS14.5. Des résultats intéressants ont été obtenus concernant les champs de température, dynamique, les fractions massiques des différentes espèces impliquées dans le processus de combustion telles que le méthane (CH4), l’oxygène (O2), le dioxyde de carbone (CO2) et l’eau (H2O), les gaz nocifs tels que le monoxyde de carbone (CO)ou les oxydes d’azote (NOx) source des problèmes de pollution. Abstract : The comprehension of turbulent combustion represents a capital interest in the field of the reactiveflows. The not premixed turbulent flames are a type of this combustion. This workis a contribution to the numericalstudy, of the aerothermochimy, the turbulent jets (burner) axisymmetric of reactivefluids in a furnace. The modeling of combustion isbased on the model of Magnussen. The model k-ε isused to model turbulence. The geometrical model as well as the boundary conditions wereelaborateusing the generator of grid of program “GAMBIT”. The various digital simulations were made using computer code in finished volumes the “FLUENT 2D” version ANSYS14.5. Interestingresultswereobtainedconcerning the fields of temperature, dynamics, the mass fractions of the variousspeciesimplied in the process of combustion such as methane (CH4), oxygen (O2), carbondioxide (CO2) and water (H2O), the gasesharmfulsuch as carbonmonoxide (CO) or the nitrogenoxides (Nox) source of the problems of pollution. الملخص : فھم الاحتراق المضطرب یمثل أھمیة كبیرة في مجال التدفقات التفاعلیة. اللھب المضطرب غیر الممزوج ھو نوع من ھذا الاحتراق. ھذا العمل ھو مساھمة في دراسة عددیة للنفث المضطرب للسوائل التفاعلیة في فرن متناظر المحاور. نمذجة الاحتراق لنمذجة الاضطراب. k-ε یستند على نموذج ماغنوسین.ویتم استخدام نموذج المحاكاة الرقمیة المختلفة قدمت باستخدام "GAMBIT". النموذج الھندسي وشروط الحدود كان باستخدام مولد شبكة من برنامج ANSYS نسخة . 14.5 "FLUENT 2D" برنامج حسابي بالكمبیوتر في أحجام النھائیة وقد تم الحصول على نتائج مثیرة للاھتمام في حقول درجة الحرارة، الدینامیكیة كتلة الكسور من مختلف الأنواع و ،(H2O) والماء (CO وثاني أكسید الكربون ( 2 ،(O والأكسجین ( 2 (CH المعنیة في عملیة الاحتراق، مثل غاز المیثان ( 4 و أكسید النیتروجین مشاكل (أكسید النیتروجین) مصدر التلوث. ،(CO) الغازات الضارة مثل أول أكسید الكربون