STABILISATION DE FLAMMES-JETS ASSISTEE PAR PLASMA FROID Journée des doctorants – 7 décembre 2006 STABILISATION DE FLAMMES-JETS ASSISTEE PAR PLASMA FROID Karine CRINER Encadrement : A. CESSOU et P. VERVISCH

Cadre : Projet INCA (INitiative en Combustion Avancée) Journée des doctorants – 7 décembre 2006 Contexte Cadre : Projet INCA (INitiative en Combustion Avancée) SNECMA – CNRS – ONERA Thème : Stabilisation de flamme par plasma Amélioration de la stabilité dans les moteurs d’avion (fonctionnement en pauvre notamment) Objectif : stabiliser des flammes swirlée diphasiques par plasma froid

Plasma froid (streamers) et combustion Journée des doctorants – 7 décembre 2006 Plasma froid (streamers) et combustion = décharges impulsionnelles haute-tension Pour empêcher le passage à l’arc : utilisation de diélectrique (DBD) Source : Wikipedia Photo : R. DELORME

Montage expérimental La combustion : Les électrodes : Le générateur : Journée des doctorants – 7 décembre 2006 Montage expérimental La combustion : Injecteur céramique Φint 5 mm Propane ou Méthane Ajout de gouttes d’éthanol ou iso-octane (Diamètres de 1 à 3 μm – D32 : 1.8 μm) C3H8,ou CH4 + gouttes 25 mm 50 mm HV+ Les électrodes : Simple DBD Écartement 25 mm Le générateur : 200 Hz 55 kV en 5.5 ns Durée totale : 1 μs Bilan énergétique : 0.01 à 0.1 % de la puissance de la flamme Dont 5 % seulement réellement injecté

Procédure expérimentale Journée des doctorants – 7 décembre 2006 Procédure expérimentale H2 H3 Hn H1 Hauteur naturelle Gain en hauteur Vitesse débitante relative (par rapport à la vitesse de décrochage) Hauteur de suspension Hauteur avec plasma

Procédure expérimentale Journée des doctorants – 7 décembre 2006 Procédure expérimentale H2 H3 Hn H1 Gain en hauteur Vitesse débitante relative (par rapport à la vitesse de décrochage) Diminution relative de hauteur de suspension

Stabilisation de flamme-jet mono- et diphasique Journée des doctorants – 7 décembre 2006 Stabilisation de flamme-jet mono- et diphasique Flammes de méthane Méthane seul - Méthane + Éthanol - Méthane + Iso-octane Effet stabilisant de la présence de gouttes Pas d’influence de la nature du liquide

Stabilisation de flamme-jet mono- et diphasique Journée des doctorants – 7 décembre 2006 Stabilisation de flamme-jet mono- et diphasique Flammes de propane Propane seul - Propane + Éthanol - Propane + Iso-octane Pas d’influence de la présence de gouttes Pas d’influence de la nature du liquide Gain en vitesse de décrochage Gain en vitesse de décrochage

Effet du plasma sur les gouttes Journée des doctorants – 7 décembre 2006 Effet du plasma sur les gouttes D32 1.8μm Dn 0.1 1.2μm Dn 0.5 1.4μm Dn 0.9 2.4μm D32 1.6μm Dn 0.1 0.5μm Dn 0.5 0.6μm Dn 0.9 1.7μm Sans plasma Avec plasma

Conclusions et perspectives Journée des doctorants – 7 décembre 2006 Conclusions et perspectives L’utilisation de décharges impulsionnelles haute-tension (streamers) permet de stabiliser des flammes-jets avec un faible coût énergétique. La présence de gouttes favorise la stabilisation de flamme. Les décharges semble provoquer une rupture des gouttes. Question : peut-on stabiliser ces flammes-là avec du plasma froid ?