Abstract FR:

L'objectif de ce travail était de développer un modèle adapté à la combustion d'un nuage de charbon pulvérisé injecté dans un four à chute. Le modèle développé nous permet d'étudier le comportement collectif au cours de la combustion, et de comparer les résultats obtenus avec ceux obtenus par l'expérience réalisée dans notre laboratoire. Ce modèle est basé sur des bilans matière (O2, CO2 et CO) et énergétique effectués localement le long de l'axe vertical du réacteur où tombe le nuage. Ces bilans, couplés à l'étude cinématique du mouvement de chaque particule, fournissent un système d'équations aux dérivées partielles résolu numériquement. Deux paramètres expérimentaux nous servent à valider le modèle : les délais d'inflammation et les durées de combustion. Ce modèle, une fois validé, nous permet de calculer des grandeurs telles que la fraction molaire locale en oxygène, la température locale des gaz et des différentes particules. Les résultats obtenus confirment la combustion en groupe. Ces résultats ont aussi été discutés en faisant appel au nombre de combustion en groupe G, déjà introduit dans la littérature. Le caractère hautement non uniforme et non stationnaire du nuage a conduit à définir un nombre G local, permettant de caractériser localement le mode de combustion. Ce calcul, qui fait appel aux caractéristiques locales du nuage (rayon local des particules, nombre local de particules par unité de volume), confirme une combustion en groupe sur une grande partie du nuage pendant une grande partie de la durée de la combustion.