Etude et Mesure de Paramètres Pertinents Dans Un écoulement Réactif Application Au Refroidissement Par Endo-carburant d Un Super-statoréacteur

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1 Etude et Mesure de Paramètres Pertinents Dans Un écoulement Réactif Application Au Refroidissement Par Endo-carburant d Un Super-statoréacteur Nicolas Gascoin To cite this version: Nicolas Gascoin. Etude et Mesure de Paramètres Pertinents Dans Un écoulement Réactif Application Au Refroidissement Par Endo-carburant d Un Super-statoréacteur. Milieux fluides et réactifs. Université d Orléans, Français. <tel > HAL Id: tel Submitted on 17 Nov 2011 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

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59 ,L-#2#&%8,&72 # > &&@&22 ##8 ; & ##4#498,1%#,#, 9 /" % && & &44#F2##,2#118& ##44##,##4##,44&& 4% 8" #42 & 3 #KLNP 'MK*OP *(8 &#%H*M+PI2#%&% #2:668! 24@ 21 2,10 (" = 0:AA<M, 0-M, 9 0M,2E0!(M! ( 9 6#&7#,%& LO))#,44##2,QNMR8 LO*+%,&"S 4&# & # 6# #%8 #% 4 & 4V#&& 4 # & 2 % : L(&%, % : 9 #&823 %%: 3MOJ'K)3

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71 ,)-&7#,&%8 #8 4LM&4#&9& &86# )) 3#&9 &#&OM(PLL((P8O((P2# 6#8"3L)((P26# L((T%%&98##%,&1&%11#84l## ";!PH,O8'8I84#& 46 4# & # #6 %,&1&% D!8, O8'8 & 6)8 &7 #&#&&9 48 Taux de conversion 100% 90% 80% 4,10 s 70% 60% 1,25 s 50% 0,94 s 40% 30% 0,32 s 20% 0,24 s 10% 0% Température (K)! 24B7. 8;B/ J #%#,&%#4&#&&#2#,6 1 #,&% # #,1%,&%8! &&6 % #& #& #2%!P# %4&8!P < #,44&%!#,44&#8 #!P2 #,6 ## # &# #& &#2 & & )) 6#26&#&&%2%7##,&% #&8 3K(J'K)3

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75 ,)-&7#,&%8 ## H)8*I 4#&% #,% 7# H)8KI8&&4#&#4#&% 8 N) ; ρ = 8ρ 3=B6 ( 3 = L N) ; ( 3 = L / = 8/ 3=? / = 3=H6 / ( Masse Volumique (kg.m -3 ) Température (K) Modèle physique fluide issu du couplage thermique-cinétique Modèle physique fluide tabulé (composition supposée connue)! 24?(. 91DD8 9/ 4L*##&&%&&37# 11 3#2 '(( P LM(( P8 #& 4 # &3&% 8 #&6&&2 '2 +M( P8 &@&& &%2##,&% L(( P 8@?&9442#&&&2,)8L83##&6#&";P &#&78#? #&3 ## ";P % # & &% &%#&7,1%82#&4 & & & 7# 7 # & & &%844#@6444#%H&&% & #% Q*MRI 44# #&#,&% #8 & & &% 7 # 7 #% %#%#%8 &Q**RQ*KR&44#4&3 #8&N)7##2#%#&L' 3KNJ'K)3

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77 ,)-&7#,&%8 = = * ϕ 3=4@6 '8'8)8 &3P 3P2 &2 & #7&8&&& Q(2'VNR#Q(2(L(VL(R8 %& 9/"#&'((PLM((P8 9 6 'M & 2 &&L( O(&8 & N)# 2 #17 7 #% H*L2NI8&&(2(L## (2*LN8 4 #% & &#&& ##,&%8,172% 27#% 4 HL'I8 L(2## &6&L'(8&#2&#2 #&(2*LNL'(V#%4 98 #%##&2#7&#% H*+)PI %, H''2)PI8 &(2' N2##7&H&# )(K2*P )K*OPI#&,17HL(P L')2OPI86# &&##&8 # #2 # 3P Q*OR8",&2#&&4#,#:48 +H(I 2#:# +HLI 8#,2 7#2 & # & &6& 8,172 # & N%&9 L')2OP8 &#,%V #,8 +H(I +HLI 3K*J'K)3

78 ,)-&7#,&%8 '8'8'8 5##&#%# "4 & 4# #&#% #,% 7# #,&%2 7 # ## &7 &8 QK)R2& & 2# &%8 &&,2 1% & 4#2###&784# QK'R # 7#&7 # #&& &,8 &,#&1&40#FQKNR#,# # # #4% 6 7##,&%#8 2 N) &##&,1#2&&, &#&#7#8&, 130#F# #& &# & &8 #2 ## &2 2 & & 2 &&8 # #& 2 * #& 0#F 6 N8! & & &, 4# # #H#&612#&:2,72`I8 "7 4# & &#2 & &&H)8LLI##%H)8L)I8#% #,%7###7H)8L'I2 ) 2 &&&# #8&&#%H##&&&%#%I 6H)8LNI8####74##&#% #,%#&#,&%H)8LMI8 = + 2 L+O 3=446 ; = (2MON + (2+*M 2 2 3=4=6 ) ; ; 3KKJ'K)3

79 ,)-&7#,&%8 2 L = (2LL' + (2((')8) * 3=4;6 2 * ; ) 2 = 2M + ; LK 3=4A6 * 8 = 3=4B6, 8 N)#& # &7 # 6 M8 7 4# Q*MR2 &, 0#F : & 7 & #8! & #& # 44 & 4#2% #, &,. '( 8####%&4,'8*8)8 '8'8N8 5##%: 6 &, ## 4# #% j8! # # 6 # 8 4 4# #%2:24&(2K#% %38 : #&& 4# 62 F1 8 # # 1&,%2#,L 6H)8L*I =(8K 8 =(8K 8 ω = L H* I 3=4?6 4##%&2&#2#,#2 8 #&&%8 &# #&6 H,1# 6&I2 ##% # # # &&%,%V4##%&8!&6&&4##%2 &N)7#8##,##8 '( 4#Q*MR&,. 87&&# D"D!QLN)R8 3KOJ'K)3

80 ,)-&7#,&%8 4&& 'L Q*OR H)8LKI4&. QKMR2QK'R H)8LOI & 1 ##8. & H θ = I8#Q*OR#H)8L+I ( %4&6##&&H)8)(IQ*ORH)8)LIQK'R8#% &##4##% 4#QK*R8 = ( (2LO* ω 3=4H6 θ L θ L 8H* I = ( M H I) ' K ω * # ( 2)+(L = (2(OK+ θ = ( 3=456 ω 3=4K6 ( 2)+L = (2(O ω 3==@6 L L = '2NL L2)O ω 3==46 26H)8L+I7&#4##% (2)+(L8 ##2 4# #% j 4V#% 4#,1%%#4#& #,#81,%%,7A 2 # j H,17I2 #8 # Q*MR8 # ## &#,17 #&&##4&#&#L)3 * 30% 4 > & # Q*OR8 "2,17 4 7%% H#&&,& &I %4##%,%&24&8#, ###&% ###4#:,178 'L ""QK(R8 3K+J'K)3

81 ,)-&7#,&%8 ;A (, 9D /2 '8N8L8 # ";P21&D/PH0""5 ') &I # #,# #!P8 & ##2 &2 ##,&% 2, H H)8))I H)8)NII8 #&#,%#K&7H L KI6 &H&'((P L(((PL(((P M(((PI8#44#L K&@&#,#H 2 & I8##,&% 08& 3L 8P 3L 8 % D/P 4 # 6 &8 #& # 6V#&& # 4 QKOR # D$"t #18, 8 +, ) ' N = L + ) + ' + N M 3===6 ) + ) ' + ' N + N M + M + ) ' N * L &, = 3==;6 ' ' ) N ' M N = L + ) K 3==A6 ) N '8N8)8 # * P, ( * + (() *, ( * + ( L) Q*OR #&##,&%4#8&@&& %#& # 4# #& 68 2 & & &&2 &@& 4B8 &##4#& H)8)MIV 9 ##,&%&7D/P8##,&%&1 &2#&#2& 4H)8)*I8 ') L++O0""5!QKKR8 3O(J'K)3

82 ,)-&7#,&%8, =, (() ( L) 8, ( ( ( * * * * * + * ω 3==B6 = 3 8 3==?6 ( ; $ ' = u u 8 3==H6 u(u # ####, : # #%%,&%&24# #% QK+R8 6 H)8)KI&%###&,&%& ##,&% X4X %# 1 & 8 2 &% ##,&% 4 8, 44#,, #,%8 # 7& & 2 &,,% 8 # & 4#&, & 8 ##,&%, 44# &8,# 8 P Q*OR # &4 #&&- $ ' 8#,3##,#&&4# &,%8##&@&4 ###,&%%%#&8 '8N8'8.4## 4LK&%&113#'((P L*((P##,&%&1&8 ## OM(P LLM(Pm6##& (T L((T84LK&6#&6&&##,&%27 *(((08F 3L 8P 3L 2#&3#8? &6&&,#%# &6&&#&26# L(( T8 # ##,&%# %&6& #F44&#,&%8?#,4# &%##7#1, #7#8 3OLJ'K)3

83 ,)-&7#,&%8 Capacité thermique isobare (J.kg -1.K -1 ) % 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Taux de conversion du n-dodécane! 24H., 928 &6&*(((08F 3L 8P 3L ###4%# &6&2%O(((08F 3L 8P 3L +(((08F 3L 8P 3L Q)KR8 6##,&7&& #&,8%6&6& & #&, 4# 7# 4# &8 #, 4# ##,&%824#6&6%% ##,&%7#&&,17 '' 8 6&#&2 &7#% 2 # 4 % &,178 #F4# 61 #F 11%8! 6&& < # 4&2 &,17 & 6%# 4##,&%8 2 % &9 #&,1# &,2,17,17 QMMR8 # %%## #& L(T H# # L) )* * ) N + ) )(TH## LL L) )* ) N + ) N I8% #&3#,172&,,177% 84#&&# #&#19%7&7#-#2##F8 '' ##,&%,17)L*(F08F 3L N((PL2#& LN'(F08F 3L &,LLN(F08F 3L &@&#8 3O)J'K)3

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

85 ,)-&7#,&%8,17 6&I8 # & &, 8 4#7&2,8 &#,M2,L8N8L82%4&,174# 11H%%3#&I8 &,, HL+OOI"HL++*IQ*MR ##8 &6#2&& %%#8 & &% 4&,%82&,, 1&&/."3 5#4,72 &,$,'8M8M8 '8M8)8 #&, $ % 3 &4 1<& ##,&% H)8)OI8 # %#%,8@&,4 > #& ##,&% & λ(8& H)8)OI%H)8)+I H)8''I&& 6#H)8'NI H)8N(I8 (8* ( = λ λ 8 8 ( ( ( ( λ + ) + ( λ ) ( ( ( ( ( 3==56 = 3 8 3==K6 ( = 3 8 3=;@6 ( ( ( =3 83 φ φ ( L ) = 8φ 3=;46 ( φ 3=;=6 ( " " # " " = 3 8 3=;;6 ( ) 8* ) = ( 2NMK)N 3=;A6 8* = ( 2(KKO( 3=;B6 3ONJ'K)3

86 ,)-&7#,&%8 τ ( ) = 3=;?6 * ( ) [ L (2M * + ( )] ) L = L * τ 3=;H6 λ 8 = 3=;56 * 8 = L * L ) ) ' 8 / 8* )L λ 3=;K6 (2(L)M L2KM (2)M ( ) [ ] ) 2* = L+ + ) 8L + + ' 8L + + N8* L φ 3=A@6 #44## " 2##&2 &%8&&,8 #44#+ L + N#,##,1#QO)R8 &#2#*#,444#48 6#&#%%3#86#& # #8 ##44# ##% 7# H&&2 4##%:2`I#,#,4& #&8 8 & #44#+ L + N,178 '8M8'8 &%%#% ##7 4 #,&2 &, 6 % #%#,QO'R81<&H)8NLI2#44# LO8!%'H ( I2 ###44# = 2 = = H)8N)I8 Pression Température &! 245 2, 919 1/ 9 3OMJ'K)3

87 ,)-&7#,&%8 ' ) = ( 3=A46 ' ) = ( 3=A=6 &7 + H)8N'I, H)8NNI&%#% ' ) 7# 2 L ) ' , ( 2% ') %H)8NMI H)8NKIH# θ = ## (, + ) I8 ) ', L + ) '8 + = 3=A;6 ) 8 ' )K8 MN = 3=AA6 = )8+ = )8+ = )8+ (8M (8M (8M θ 8# ' ' θ + )8π 8# ' ' θ + N8π 8# ' ' 3=AB6 3=A?6 3=AH6 7$ 2,&44#& N#&& &,&8! & #%, %2 # #, & 2 L ) ' 8,:24#8 &,&&6# ##,6 8 2 # 4#& %2 # ' ) %& # & 8 % +, < ( 2 % #%7%# H)8NOI8 L (2M [ +, ] ) ' (,) 8 (, + ) # (,) L ' + L = + 3=A56 = L > (, (,) = L, < ( 8 L ' ) ' (2M ' [(, + ) +, ] 3O*J'K)3

88 ,)-&7#,&%8 '8M8N8 #&,17,17&%%%3#&# & &8/#2 ##,&% # &,17 # & QOLR8&#H)8N+I8### #,&5;"HL+++ *8(I8#&26#&# #2,17&#&&,$ 8 L λ ) ( = 4 λ ) 3=AK6 4 L+ #, &3,&% 6& #&,17#&,8##&O(T2''T&% #&24##,&%8#%2#, & 6#,178 #2 & & 4#& 4 #,%#& 4 && 4# & #,178##%## &,$ 84#&2#,172 8 Conductivité thermique (W.m -1.K -1 ) 1 0,1 0,01 CH4 20%H2+80%CH4 50%H2+50%CH4 80%H2+20%CH4 H Température (K)! 24KC., 92/ 36 '8M8M8 &, 6&&&,$ #8 4)( #&6&&#2 # OKJ'K)3

89 ,)-&7#,&%8 &%QOLR8#&,&8 9& O((P%118& &&,$ Conductivité thermique (W.m -1.K -1 ) 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 Guo et al. (1 bar) Guo et al. (50 bars) Guo et al. (100 bars) Température (K) Empirique (1 bar) Empirique (50 bars) Empirique (100 bars)! 2=@.., 9/ 4)L& % &,#, 3# &#9% M(T '((P8#&&& 8 & &, 3 6& H5))I8 4 %,% # 447%% 8 #&#&,, 24&&/."35# 4,72&%####,&%&H5)'I8 &,$ &%&#,#% #,, 9 &&/"8, N8 3#&% ##,&%@#24B##92 4#M78 Conductivité thermique (W.m -1.K -1 ) Guo et al. (1 bar) Empirique (1 bar) 0,16 Guo et al. (50 bars) Empirique (50 bars) 0,14 Guo et al. (100 bars) Empirique (100 bars) 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0, Température (K)! 2=4.., 9 3OOJ'K)3

90 ,)-&7#,&%8 Conductivité thermique (W.m-1.K-1) 1 0,1 0, Température (K) I Conductivité thermique (W.m-1.K-1) 1 0,1 0,01 Guo et al. (1 bar) Guo et al. (100 bars) Température (K) I Conductivité thermique (W.m-1.K-1) Empirique (1 bar) 1 0,1 0,01 Empirique (100 bars) Température (K)! 2==.., 92/,/.5@P=@P360B@PB@P3/6=@P5@P36 #I Conductivité thermique (W.m -1.K -1 ) 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 Guo et al. (10 bars) Chung et al. (10 bars) Empirique (10 bars) Guo et al. (20 bars) Chung et al. (20 bars) Empirique (20 bars) 0, Température (K)! 2=;( 1,,8(,28 9 ;? C D 92 '8*8L8 &, & # 1&% #,&##2,. 'N 8 3#%3H)8M(I& %H)8MLI H)8*)I8 = (* ( µ µ 8 8 ( ( ( ( µ + ) + ( µ ) ( ( ( ( ( 3=B@6 'N #&,, HL+OOI"HL++*I%& #1&%8&%,%8 3O+J'K)3

91 ,)-&7#,&%8 =3 83 ( L ) = 3 8 3=B46 ( = 3 8 3=B=6 ( ( " " # " " 3=B;6 = 3 8 3=BA6 ( =( 2NMK)N = (2(KKO( ) * ) * φ( 2 ) * 3=BB6 3=B?6 = 3=BH6 ( 2* ) 6[ + ( L) ] + + ( ) ) = ) ' * L φ 3=B5 τ ( 2 ) = 3=BK6 * µ 8 = 3=?@6 * 8 L L ) * ) ' = K2K / * ( 2* ) L + + (* ) µ 3=?46 (2M [ ( L) ] ) = L τ 3=?=6 ##&&,#,%% :8 #44# + L + ' ##71<&4#4# #% :8 6 # 4# H ω <(2' ω (2' I8 %#% # 1&% & #&&##,&%8 '8*8)8 /4#,% -,/8, 9 ( ->, - :5A< %##%,&8! &#&&&8 #1&%H)8*'IL( 3' 884& & ## #44# #& &&8 &7 &##&274#QKMR2%H)8*NI 3+(J'K)3

92 ,)-&7#,&%8 H)8K'I8#%&6&#&,78# #46&,&8 &%8442##1&%,% #:%&&&%& &7#,8&,### # 4 :8 6&2 4# QOMR & 44## & : & % %##%8 L ξ L [ ] ( µ ( µξ ) + ω ( ) = 3=?;6 ( ( ( µξ ( ( = 8 L ) ( L * 2( ξ 3=?A6 * ) ' 2( ( ( = ( 2(LMLKN (2()L'M 2( + (2((KM 2( µξ 3=?B6 ( ) ) L ( = ( 2(N)MM) (2(K*KN 2( + (2('N 2( µξ 3=??6 ( ) ) ( = =?H6 ( ( = 3 (2 * 2 8 3=?56 / 3=?K6 ( = 3 8/ ω = 3 8ω 3=H@6 ( = 3 2 ( 2 8 3=H46 1 ( = ( 2 8 3=H=6 2( 1 8, 8 2( 2( = 3=H;6 ## ##% & 4# QKMR #H)8*'I8&2#H)8*KI H)8K'I2#84426##% &&,##84#QO*R B#3#8##,#2#3#2&@& 3+LJ'K)3

93 ,)-&7#,&%8 &8 #% % # & #,% &#8 '8*8'8 #&,17 4###&,17 8&###5;"H)8KNI& #,17%#&4&&3&%QONR 6&QONR86&4)N& &,3,178 # &, UL( T8 &%& 7O(T&,172L(T & #&& # 7# # ##8 & % #8 44#2 &2 &#&#4#&H#&#2 #36#,I2# 'M H)8KMI4# &8"#44#8#4&8 3 µ / (2M ( = (2M 3 / µ (/ ( µ / = 3 ρ( ρ µ 3=HA6 3=HB6 Viscosité dynamique (Pa.s) 3,0E-05 2,5E-05 2,0E-05 1,5E-05 1,0E-05 5,0E-06 CH4 20%H2+80%CH4 50%H2+50%CH4 80%H2+20%CH4 H Température (K)! 2=A.. D 912/,D2,36 'M %#&#48 3+)J'K)3

94 ,)-&7#,&%8 '8*8N8 &, ###1&%2&,$!2 ##,78# # &, &18 44# #& #&7&%6#6&2, %2: #%Q*MR2QONR2QOKR8#2 &,%2#&#& 4#QONR87% #&&,%%#&2#&&3,3#2 <&&8 4)M2 #, &3,&%2 # 4#)&,84#L(6&@&#&H5)MI8 # 2 # & 4 )( T ## # # H5)* 4)K 6&I8 & #% #&% &, ##& 2 # ## % # 8 & #@& # #8 #& &,$ 4##, 2%# &%2/."35#H5)OI8&&% &,, %&#&& #,#,/"8 Viscosité dynamique (Pa.s) 1,0E-04 1,0E-05 1,0E-06 Formulation empirique Guo et al Température (K) I Viscosité dynamique (Pa.s) 1,0E-03 1,0E-04 1,0E-05 1,0E-06 C7H16_Empirique C7H16_Guo et al Température (K) C8H18_Empirique C8H18_Guo et al.! 2=BC. D 9,360,3/6 84/. I 3+'J'K)3

95 ,)-&7#,&%8 1,0E-04 Viscosité dynamique (Pa.s) 1,0E-05 C2H4_Empirique C2H6_Empirique C2H4_Guo et al. C2H6_Guo et al. 1,0E Température (K)! 2=?C,-/1( =? Viscosité dynamique (Pa.s) 3,0E-05 2,5E-05 2,0E-05 1,5E-05 1,0E-05 5,0E-06 C3H6_Empirique C3H6_Guo et al. C3H8_Empirique C3H8_Guo et al. Viscosité dynamique (Pa.s) 1,0E-04 1,0E-05 C4H10_Empirique C4H10_Guo et al. C5H12_Empirique C5H12_Guo et al. 0,0E Température (K) 1,0E Température (K)! 2=HC,-/1( ; 5 ( B 4= 9 8Q=@P Viscosité dynamique (Pa.s) 1,6E-04 1,4E-04 1,2E-04 1,0E-04 8,0E-05 6,0E-05 4,0E-05 2,0E-05 0,0E+00 Guo et al. Chung et al. Empirique C5H8 C5H10 C5H12 C6H6 C6H12 C7H14 C7H16 C8H16 C8H18 C9H18 C9H20 C10H20 C10H22 C11H22 C12H26! 2=5.. D 98=K;O 3+NJ'K)3

96 ,)-&7#,&%8 Viscosité dynamique (Pa.s) 1,2E-05 1,1E-05 1,0E-05 9,0E-06 8,0E-06 7,0E-06 Guo et al. Chung et al. Empirique 0% 20% 40% 60% 80% 100% Fraction molaire du méthane I Viscosité dynamique (Pa.s) 1,7E-05 1,6E-05 1,5E-05 1,4E-05 1,3E-05 1,2E-05 1,1E-05 1,0E-05 Guo et al. Chung et al. Empirique 0% 20% 40% 60% 80% 100% Fraction molaire du méthane! 2=KC D 912/,8=K5O36AK5O3/6 I 424)+6&&H&,3I )+OP N+O P8 #2## #62 4 &8 &,$ #%&7#,8,8 4 4,78 # $ #%# # % &% H, I &%4#L(&#1&%8 A / & 6& 4 ##,1#3 #,&%2 && &, $ 2 &% & & 17& # ## # % %6&,##8#1&%4##,&% #&&4#L(844#4 %###,&%&6#&H5'(I8 &&6& 4 LL T ##&4# & * T #8 4 &4 #%#8 & #, : #2 ## # ## #8&##%@ ###>#1&% 4#L(78= ##,&%2 4# M&6&& ## & # & %%3#8&,$ #449/" &&#8 3+MJ'K)3

97 ,)-&7#,&%8 4'L44&&&%# ##,&%417&8"24#)&&% #& 4 H5'LI8 & #,##244#&4#& &% & 4& && 4 & #,1% #44# #,##4 #, 4 &%% #846#,#442& #, 46###4&8 2,2 2 Facteur 10 sur la viscosité Cas de base Facteur 10 sur la conductivité Carburant 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Position le long du canal (m) Vitesse du fluide (m.s -1 ) I 2,2 Facteur 10 sur la viscosité Cas de base Facteur 10 sur la conductivité 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 Carburant 0,8 0,6 0,4 0,2 Position le long du canal (m) Température de fluide (K) I 2,2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 Carburant Facteur 10 sur la viscosité Cas de base Facteur 10 sur la conductivité 1 0,8 0,6 Position le long du canal (m) 0,4 0, Température de paroi chaude (K)! 2;@.., /6,36 #&##,&%2&4& 7*((P#8&@&#,8 44#&&% &&8# #%#,&%#&&&&%%9 &,1%8 &% #&##4&%4&&4##,&%8 #I 3+*J'K)3

98 ,)-&7#,&%8 ## #2#&3 # # 6& &# &7,&% 2 ## &&444&##,448 2,2 2 Cas de base Rho modifiée Cp modifiée CARBURANT 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Position le long du canal (m) I Vitesse du fluide (m.s -1 ) 2,2 CARBURANT Cas de base Rho modifiée Cp modifiée 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Position le long du canal (m) I Température de paroi chaude (K) 2,2 CARBURANT 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 Position le long du canal (m) Cas de base Rho modifiée Cp modifiée 0,4 0, ! 2;4, /6, Température du fluide (K) #I B + 2 & ""/ #,7 # #,&%&#%48#&&8 &&##,&%";8 44# 7# %##, & HN) #&I8 & 4#& 44# 7# #&&4#& 87 &#& 11 3#2 ## # 7# &6&&L( 3+ 8##&#62#6 3+KJ'K)3

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

100 ,)-&7#,&%8 N)7##H*M+PI82#& K(( P H6 # 4 (2L T & 9 4 L(I8,%#%6#&#&3#,#%&8#% %24&#&&%%#7# 3#2&&98#,6#8 /47. +H(I 9 3,62E3/6 /, E:?5< &###,%7#2#% & &7 +H(I +HLI 8 6 #,% &7 % 2&2#6#& #8 #8! 2 7#2#,% # :HLI8#@#%#, 4,8 #2 & (2M &7 +H(I 46 '+ 8"#2%2#8 &@&:8442% +H(I 74% &7%J:,86% 4%:46%84###2 #4# %#:442:48, %& #% #&& '+ &@&##&7 +HLI 8 3++J'K)3

101 ,)-&7#,&%8 6 : # 8 # ""/## && &1 &2 ##,&% 2 # 1&% ##,&%#&&##&&8?, 9,*2 #F2<#26#8&7 4& #F 61 H#F4#I8 ## %% &H2 ) 2D ) 2!42`I1&%&6172%% 3#8 # 61 7 N(( P8 #,&72 &,616QOOR2#&44## 4## : #&& : #8 4& #F 61&7%##617& %%&8 ##F 11,&H#FI8 3#2##&&#K((P&##,&7 &9&8<#F#2 2 &8 &4 #& 4 #& 4& 8 4#&#& 17& #F#,H4#4&4&&#I2 #, # H 4&I2 < #&9%69#H&4#9###,& #&I864&#F6111%8 Q)KR QNLR Q+(R %4# < #F 61 11%863#4#&#2&2 &17&2%#8 6&& #, M,% H,)8)8L8I8&2#&#F8 &%&2 # 7##&& #6 4& <,178 2!P 4 4# & 2 1%&& L v2 # &,&% &% &#,%# 7# 8 # #& #,17&%2 ## 3# 4 3L((J'K)3

102 ,)-&7#,&%8 #&74&<L(([8#& 3) 8 3L 2#% # < 11% QNLR2QOKR2Q+(R85%&&2%&72&,17 & # ##,&% )((08F 3L 8P 3L 8# 6%###,&% #, ## 6#8 #& &% #F2%&9,1%6&2# &# #6,821&%,&%&,1% ";&4#&#F%## % 44 &%8 #F 44&&! H,)8K8M82#,'I8 H C &&(%& O # "; 4 9 # & QKR2Q')R2QO+R8&#&113#& H#135#I##/."35#849 #& 6& QNKR8 ";P H #,7I & &2 4# 8 & # ";P,1#3#,&% #%8 #&& &,&% 48 #4& # ";2#% & 6# # &&8 H4,D, 9 &,'&&6#>## & #8 & 4 &3&% # & 8 6& 4 ')8 6 #32 ##,&% &2 ";P2 #&& & #, &3&%8 ##4& #6%,'8 3L(LJ'K)3

103 ,)-&7#,&%8 Conductivité thermique (W.m-1.K-1) 0,18 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 Semi-empirique - Cas 1 NANCYNETIK - Cas 1 Semi-empirique - Cas 2 NANCYNETIK - Cas 2 0, Température du fluide refroidisseur (K)! 2;=C., 9 H= 9 6&6&2 /."35# #"//#2#86#&";P M(8&###,&%&7# )2O8 3L 8## )&(2NM8 3L 8 ##,&%##,441&%&4#6#,8 # 44# # 6#& &@& & 4##, 62# 6 &8 ";2 ";P2 & #4 & & & 46,&% #8 4 # 4 ''8 & 6&14244#1#%2 &&&&8 11 # & ## #,7 ";P 6 6& H5 'NI #& # &4##,68##### &)7# ) D N ) D * 8&@8#% &7#%3&%4& ) D N QMMR&# #&%#6&78% #67##&#,%%& #, ##3 # 6 7#8 #1,%&4#8 3L()J'K)3

104 ,)-&7#,&%8 Température (K) Position dans le réacteur chimique (mm) Expérience - Cas 1 NANCYNETIK - Cas 1 Expérience - Cas 2 NANCYNETIK - Cas 2! 2;;,7 7&&(%& O Fractions molaires 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% H2 CH4 Expérimentation NANCYNETIK C2H4 C2H6 C3 C4 C5 C12H26 I Fractions molaires 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% H2 CH4 C2H4 C2H6 C3 C4 C5 C12H26 Expérimentation NANCYNETIK! 2;A( =3/6 H; 44&#%4,&% 4& &3&%8 # ## 4 &38!P&&&&## L((( P# # & &#, & &#&8& N( 7##!P % #%8 &#& 119/"### 48&##";P# &4%83#1%&@ N( &&##7##4%&9 4 #, & #&&%!P8 #% && &48 I 3L('J'K)3

105 ,)-&7#,&%8 #8&7&&##& # &!P8 442 & ";P #% % #, #&#2,&2%";% %%##82#%# ##%#8 2,2 2 Appel à chaque tranche Appel par 10 tranches Carburant 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 Position dans le canal (m) 2,2 2 Carburant 1,8 0,2 1,6 0 1, Vitesse du fluide (m.s -1 ) I Appel à chaque tranche Appel par 10 tranches 1,2 1 0,8 Carburant Appel à chaque tranche Appel par 10 tranches 2,2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,6 Position dans le canal (m) Position dans le canal (m) 0,4 0, Température de paroi chaude (K) #I ! 2;B 9, 8, /6,36 Température du fluide (K) I ##&!P8 4'M 6##2 ";P2 # # ";!P #,%#22!P6 #8%#&&#,&%#,2)2)& L2K& #L((( P26##8 #,27% #,&&244# 2# 7 #8"#(&H#I2)MT & 4 # 4##,8 4#) 6 48& %44,&%4& 17&8@&,&3#%#&& ";P8/ & 4%!P # 6#8 &4 3L(NJ'K)3

106 ,)-&7#,&%8 #8-2;B/9 9 2,/ / 3, 6 77, 9 / 5 &&(%& OJ 54 ( ##&2# # &% 17&#& #,1% # QKR8 # & % % #&#,&%&49# %&9#86#4##48 # )8 #&7 4 6*8 /)8) /L8L 17& )2)& L2L& &% 4 4 *M8 3L 'M /#,* /= 9 /)8) /L8L &94#HI L2** L2*M &6&H&8 3L I )K2L N2L 1&6&HI '''((( 'L*((( &&6&#,HPI LM+O LNMM &&6&,1#HPI LMON L()) #,&%&6&&H08F 3L 8P 3L I M+O( N*N( 6#3# L((T MO2*T ##4 #% +LT O)T /;"2 #6&7&###6# 46)8'&844# 3L(MJ'K)3

107 ,)-&7#,&%8 #6& &&6& & &, &8 ##,&% &6&& # &2 #& &8 # & &% 4 8 #&& 4# 46&##&#,H#,NI8 5= 2 &% & 4 1 # 4& 44 1&% 17&2 # & & H5'*I8 44,1% #& H5'*I #,&% H5'*2#I # #,##4 &44%18&4& #>&,&7&&8 2,2 CARBURANT 2 1,8 1,6 1,4 1,2 0,8 0,6 0,4 0,2 Position le long du canal (m) 2,2 1 cas à 65 g/s cas à 60 g/s cas à 65 g/s CARBURANT 2 1,8 1,6 1, ,2 Vitesse du fluide (m.s-1) I 2,2 CARBURANT 2 1,8 1,6 cas à 60 g/s 0,8 1,4 1,2 1 cas à 65 g/s cas à 60 g/s 0,8 0,6 0,4 Position le long du canal (m) 0,6 Position le long du canal (m) 1 0,4 0,2 0 0, ! 2;?/. 3603/6,36 0 Température face chaude (K) #I Température de fluide (K) I 3L(*J'K)3

108 ,)-&7#,&%8 5; - #";2 ";P2&&# 4#&8#44%#,,&%% # &,# && H##/#,) /#,O%%&I82#6 4 #&2 #& # #,,&% % 4 48 &##% 17& &# #&#,&2##&# &##8&#%#,&%,1% #,& % 48!# &#8 Taux de conversion du n-dodécane Temps de séjour (s) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, Température de sortie de fluide (K) Tube ; 13 cm ; 20 bars Entretoises ; 13 cm ; 20 bars Tube ; 1 m ; 68 bars Entretoises ; 1 m ; 68 bars Température de sortie de fluide (K) Tube ; 13 cm ; 20 bars Entretoises ; 13 cm ; 20 bars Tube ; 1 m ; 68 bars Entretoises ; 1 m ; 68 bars! 2;H. 9, 936 J3/6 2 &6#&4#&9&4 #%#,&%3#26#&-#4 2#&&#&2#48#,##2 I I 3L(KJ'K)3

109 ,)-&7#,&%8 6#-#&7 *OL'#& )(8#,##%#2%##,,&%,& &- & 4# 4 O(( P L+(( P8!:# # 8#46 M8 3L 8&944# (2L L H5'KI8 6 # 3# & #&&4H5'KI2&9% +((P 3 LL((P8#,2+((PLL((P2&%4#L( &9>#4#)6#3 # H5'KI8 &#,)8L8 & #7&# %&94118&>## &8 K / 113#7#7% %3&@&%#,&&#,&% 4&#,&% #& &48!,176#34&& NL 2#7: &2L(((4%#D ) 8&,#&2,174&##&4%118 #& ,&% % # 4&% 3&@& #& 48 # & # 8 # &#, #&,&78 & & & 46,&%#,&#&&##8!2# #&3#&4#C9/"8"4 ## ##? 42 % #<&2 #&&,83#&& NL 34&&4,7#&&&#%& & & N(( P & 8 4 # & 6# & ##8 6&# & ##&6&#D8 3L(OJ'K)3

110 ,)-&7#,&%8 &7 #& #&8! #> #& #,&%49#2#&1&#&#2& & 2 #&& &&8 4# #7 #& & # #&#,&% & #,#,&,&8 K4 ( 12 # 4&& & & #,& #& 4 % #& & N8 #7 8 &#7 & %&&J#6&3# #,&#&8#,&&4#1 )2)&2, 4&& & 36 & #&78 # % #&2/#, /#,*2##8!&9# #,& %2 #& % 7&8 &6& #,& #& % )((( &8 3L H & /#, L)I8 3& &6& # 6))#& #,& # - (2)) )((( = (2LL&8 3 4&& 4 (2L& #@ %% #& &9#8 1,E-03 Délai d'allumage (s) 1,E-04 1,E Température initiale du mélange (K)! 2; L(+J'K)3

111 ,)-&7#,&%8 #,% & 3& 4#8 76&#,&#& # & & #, )2 # 34&&4#&8"L(((P2>% 3&%&&(2L& H5'OI8##,8 & &2 34&&2 48 #3#2 (2L&#7&8## &#&7&11#&82#&#& #& 4 & 7##,&% #& 3#8 &3&% 6 &&&#&6:#& Q+LR8 # & #8 F Q+)R 6& &#2&,,172%6 4#&%&6&& &, 3 % &&(2L&8442&#O(T&,2 &2 34&& (2L&& 6# 3&,178##2##,#, 4 ##&&&2 &6&& 7#2 #& % 3& 4 (2L&8 6&2 3@ &% #&2)( T &,17 &4#7V% 2##D N 4 O(T &&#78 K= & 3& & & 7# 4 4 &%, #8 4'+ 34&& # 4#&&2&9#&2 L& N) 8#, N' 2%#2L N) %2(2M )#,&#&&8 N' #,&#4&#&##&#&@& # #,&8 3LL(J'K)3

112 ,)-&7#,&%8 &8 #!P#&7#&$/D'8( Q+'R&3&8##l# /^NN 8 1,E+01 Délais d'auto-allumage (s) 1,E+00 1,E-01 1,E-02 1,E-03 1,E-04 1,E-05 1,E Température initiale du mélange (K) CH4+5%H2 [93] CH4+5%H2 [94] CH4+5%H2 [98] CH4+20%H2 [93] CH4+20%H2 [94] CH4+20%H2 [98] 60% ic8h18+40%nc7h16 [97] 80% ic8h18+20%nc7h16 [97] 90% ic8h18+10%nc7h16 [97] H2 [96] CH4 [94] C2H2 [93] C2H4 [93] C2H6 [93] C3H8 [93] C3H8 [98] C7H16 [95]! 2;K+ >2 2 L/84 F Q+NRN&D N JD ) 8,4&&3&% F!##Q+MR86&,17 4# Q+*R8 & 3# 3, 6& Q+KR8 42 &#& #&! Q+OR 4&34&&6& D N JD ) #&#F ##6 $/D'8(8 &7#&2$/D'8(!2& 8/ 2 9% 4# M F 8 44# &7 & 6 #6&%&8&#&! #,& 4&& #,#8 $/D NN "#/^2&#&&m###6D&6&&8 3LLLJ'K)3

113 ,)-&7#,&%8 #%&#&#B#&&,:8! #& # #,& # & #8 & &@&% # 4 4#M44# 8 7# NM #&&&,17 &,8&@# 7#113 #%@#8"2&#& )(T,17&&&&23&@4 (2L&%%7#8/#,17& ##)(T&&2%%3#8,17 &# 3# LM2' T8"2 7# #,&% #& &%,17 # #7 46 &&8##&4## &###73&8 K;, 9 &,>#&&XX#74'+8 % X4X & # #&8" 2,17X&X&#%3& #846#7## #73&4,#8&& 34&&&##&8 2 &28#&D N JD ) &%O(J)(4#27#3&4 #3# 4#&& &8 6&4# &&827#X&#X 3&&%#,178# 9 < 4 & #&8 &@##&3&48 NM / #6%6#&&4 %#& &9<&8 3LL)J'K)3

114 ,)-&7#,&%8 Moteur 1,1 Moteur 2,2 Hydrogène (H 2) 1,08E-01 3,82E-01 Méthane (CH 4) 1,03E-01 3,95E-01 Acéthylène (C 2H 2) 1,86E-04 1,41E-02 Ethylène (C 2H 4) 1,47E-01 2,99E-02 Ethane (C 2H 6) 1,94E-01 2,07E-03 Propène (C 3H 6) 1,46E-01 1,50E-03 Propane (C 3H 8) 2,05E-02 6,06E-09 Butène (C 4H 8) 8,47E-02 4,25E-04 Butane (C 4H 10) 6,37E-03 1,94E-06 C 5H 8 9,85E-03 2,87E-06 Cyclopentane (C 5H 10) 1,89E-02 2,31E-06 Pentane (C 5H 12) 3,59E-03 5,54E-09 Benzène (C 6H 6) 1,13E-03 8,44E-02 C 6H 10 4,69E-03 2,49E-08 Cyclohexene (C 6H 10) 5,06E-05 2,45E-02 Hexa-1,5-diène (C 6H 10) 4,12E-03 4,77E-08 Hex-1-ène (C 6H 12) 8,31E-03 8,63E-08 n-hexane (C 6H 14) 2,99E-03 4,13E-11 C 7H 12 1,08E-48 5,28E-02 Hept-1-ène (C 7H 14) 4,98E-03 1,58E-16 n-heptane (C 7H 16) 1,71E-03 2,42E-57 C 8H 14 7,38E-02 8,57E-08 C 8H 14 2,60E-07 1,00E-02 Oct-1-ène (C 8H 16) 3,53E-03 6,06E-13 n-octane (C 8H 18) 1,81E-03 1,10E-15 C 9H 16 7,57E-04 1,37E-10 Non-1-ène (C 9H 18) 2,23E-03 1,60E-14 n-nonane (C 9H 20) 1,49E-03 8,96E-58 Déc-1-ène (C 10H 20) 1,54E-03 7,15E-19 n-dodécane (n-c 12H 26) 4,14E-02 0,00E+00 /A( 3 6 &&(%& O 7232,54, =6 #&#&4#HNI8 &&2#D ) 2 ) D ) 2 ) D N ) D * #&& &D N 2 ' D * ' D O #&&8##&7#2 # 3& #8 7# %&&% & 4'+87#&92#2+(T & 4#&& 7# ## 34&& % KM O( T & & & 3LL'J'K)3

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167 ,N-/6&2&&8 2%&42&&#%2 4#<&&#17&&# #8#&13% # 8 6## & :2 : 2 #7#3#&&&#7## %,1#8 42 4## #3& & 44&, # 98 # 4 ## 2 44%8 # 4 4 #3#8&& &3L((4#<4&8 &24&24&&# 817&&6& #8 &7 44 % &%2 &% & &%8 ' & #, 1 8 # ' 112#,%2,%,%# #2 3&@& # 8, : 9?8 4&& # &,&#8 4 & 1 :,&,, $: H$I m #, :6 #F # 7&8 : $ 7&LJL*X LN(W#7#8& # :4##&72#&,%2 #3##,#'8 $2 4 & 4 17& 1 &1 & 2 & :6## 7& #, :2 #< : #F#18 " # #2 4 ## && # &#, & 8 ## # & 8 3L**J'K)3

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

170 ,N-/6&2&&8 4 #,44 44&& 4& 44,&% %#4#,#&4#8 &###6& ,2 CARBURANT 1 Moteur de Référence Longueur 1200mm _ Tfour=1300 C Longueur 1200mm _ Tfour=1600 C Longueur 900mm _ Tfour=1600 C 0,8 0,6 0,4 0,2 Abscisse le long du canal (m) Chaleur specifique moyenne du mélange (J.kg -1.K -1 )! 2AK, == 42##,&%44# ##&&#5 & & 4% & ##% & #&4#&#2)((W8#,2 &4##%42&@&: #&724#3#&448 ##1%2#,#3# QL(OR2&& 4 2#&#B6&8## & 4#, L((( W &)((W2#,4 )F2)(8 3L & 4 M W8 & ## $ H,M8I47#4%& #9/"H,'8*8I8 =; (/ DD #114#,?# 44 ##& :? 7#8&7#?## )*&&,4&& ))2M&&&m#,8##3 3L*+J'K)3

171 ,N-/6&2&&8? & 4&& &##8 6L(#&&%##4 #8 ; / ;4-4 H".2!5L*3NM(.I # * F_ & &6&& L*(( W H5 M(I8 #& * &#,44!#&276H5MLI8& #"2&7NM&&2&&1& &#,442#4&4*((&&H5M)I8 1#8"2B##,&%# 2 #,44 44# 1& #&2, &2 ## # ##,&% # 8,&#### #3####,&%8&&1 48! 2B@!DD(/ 7 2 /M. 382,6, E38 0 /1 6 4 ML % &# #& & 6 # 8 4 M) # & & # 4 &6 & && #,448 4&&#,442#2 && HD/2 &7 ')L*MI8 &HD/2&7'M(OI&##17& 3LK(J'K)3

172 ,N-/6&2&&8 4&2,&#1J,& L'T&#"&76L(&&8&4 >#&&#483#&& #%#,,8 ;B # 6 *&#,44 ##,&% 74 =B 5?B =B A@! 2B4,., 9 7/. )M 7&%-O*M #,&%`HK(I N(.#,44-O(( #,44-*(( L'( O( -1))8M #6! 2B= &&@#, #&%8#44&&4& 8#,4##& #4 # 2,&# &7 ##,&%2 #, # #&#B8 9% L((( W2 # 44 # #,&4&%2& 4&#1%&76&78 #2 &7 O&& # 6 &3#%8 & %#%4,&#& #4 : 48 1 % 6,172 3LKLJ'K)3