Abstract FR:

Dans une flamme non-prémélangée, la substitution de l'oxygène pure à l'air de combustion provoque une modification des propriétés de la combustion en terme de température adiabatique et consommation énergétique. De plus, l'absence d'azote dans l'oxydant évite la production des oxydes d'azotes (NOx). L'application de l'oxy-combustion aux fours industriels de verrerie constitue une évolution par rapport aux systèmes à air préchauffé. Nous avons étudié expérimentalement l'oxy-combustion du gaz naturel développée en aval d'un brûleur coaxial à ouvreau conique et cylindrique. Les conditions dynamiques initiales ont été variées en modifiant le rapport des quantités de mouvement initiales des jets de gaz naturel et d'oxygène tout en conservant une puissance de 25kW. Afin de placer l'étude proche des conditions de fonctionnement industrielles, les flammes étaient confinées dans une chambre de combustion à parois chaudes, dont on pouvait contrôler les températures de parois et les concentrations d'oxygène et CO2 dans les fumées. L'objet de l'étude est de caractériser l'oxy-combustion à l'aide de la vélocimétrie Doppler laser à deux composantes, l'imagerie de l'émission spontanée du radical OH, la strioscopie, la tomographie laser par diffusion des particules ensemencées dans l'écoulement et la mesure locale de concentrations de CO2, CO, O2 et NO. Les données recueillies constituent une source d'informations sur le développement dynamique et les interactions entre la turbulence et la zone de réaction. Les différentes méthodes de visualisation montrent également les instabilités à grande échelle se formant dans les flammes de taille semi-industrielle. La synthèse des résultats obtenus permet d'établir les caractéristiques géométriques des flammes, les schémas structurels ainsi que les propriétés turbulentes caractérisant le mélange dans les flammes non-prémélangées à haute température, en fonction du rapport des quantités de mouvement initiales.