Simulation Numérique d’une Flamme de Diffusion Turbulente Biogaz/Air

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1 Simulation Numérique d’une Flamme de Diffusion Turbulente Biogaz/Air
N.Krarraz1, A.Sabeur-Bendehina1 1Laboratoire d’Energie et Propulsion Navale, Faculté de Génie Mécanique, USTO, BP 1505 El M’Naouer Oran, Algérie 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

2 Simulation Numérique d’une Flamme de Diffusion Turbulente Biogaz/Air
Contenu du diaporama Introduction Formulation Mathématique et modélisation Simulation Numérique Résultats du Calcul Numérique Conclusion 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

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INTRODUCTION représente plus de 20 %de la consommation énergétique globale, au rythme actuel de consommation de milliards de m3 de gaz par an,  la fin l’exploitation de gaz surviendra environ en 2072 GAZ NATUREL Le biogaz est un gaz e issu de technologies de traitement de déchets BIOGAZ 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

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INTRODUCTION BIOGAZ il est stockable, transportable, un gaz combustible, mélange de gaz carbonique et de méthane mais qui comporte des éléments difficiles à traiter, notamment chlore et fluor provenant de la décomposition des plastiques et de la présence de déchets toxiques (bidons de lessive, piles...) 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

5 Sources de production de biogaz
Simulation Numérique d’une Flamme de Diffusion Turbulente Biogaz/Air INTRODUCTION Sources de production de biogaz aux ordures ménagères, aux boues de stations d'épuration des eaux usées urbaines ou industrielles, aux déchets organiques industriels, (cuirs et peaux, chimie, parachimie,…), aux déchets de l'agriculture et de l’élevage (fientes, lisier, fumier,…). 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

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INTRODUCTION Production de biogaz La méthanisation La méthanisation est la production d'un gaz à haute teneur en méthane qui provient de la décomposition biologique des matières organiques. 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

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INTRODUCTION Production de biogaz consiste à stocker la matière organique dans une cuve hermétique ou " digesteur ", ou " méthaniseur ", dans laquelle les matières organiques sont soumises à l'action des bactéries. chauffage, accélèrent la fermentation et la production de gaz qui dure environ deux semaines. La production peut alors être de 500 m3 de gaz par tonne de déchets. 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

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INTRODUCTION production de biogaz La valorisation du biogaz a un double effet positif sur l'environnement, traitement des déchets et effluents organiques, réduire le risque climatique global. 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

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Objectif de ce travail Etude numérique sur trois types de flamme de trois composition de biogas Afin étudier influence de composition de biogaz sur le champ d’écoulement et la stabilité de flamme 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

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2 Formulation mathématique et modélisation 2.1 Equation de continuité 1 2.2 Equation de conservation de quantité de mouvement 2 3 2.3 Equation de conservation de l’énergie 4 2.4 Equation de conservation des espèces chimiques 5 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

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2 Formulation mathématique et modélisation 2.5 La modélisation de la turbulence par le modèle k-ɛ standard 6 2.6 La modélisation de rayonnement 7 2.7 La modélisation de la combustion par Non-premixed combustion Model 8 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

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4- Problème étudié Bidimensionnel Axisymétrique Stationnaire Géométrie de problème 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

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4- Problème étudié composition Gas natutrel Biogaz 1 Biogaz 2 Biogzs 3 Ch4 0.965 0.45 0.68 n2 0.013 0.17 0.01 C2h6 0.017 - C3h8 0.001 C4h10 Co2 0.003 0.32 0.33 0.26 H2O 0.04 0.06 0.05 tableau. compositions des gaz 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

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5- Méthodes numériques Le domaine de calcul 9784 cellules quadrilatérales Algorithme coupled correction vitesse-pession PRESTO pression First order upwind Momentum Mean Mixture Fraction Autres équations Second ordrer upwind 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

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4 Résultats de simulations Gaz naturel Vitesse axiale Temperature 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

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4 Résultats de simulations Biogas Vitesse axiale Température 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

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4 Résultats de simulations Biogas Fraction molaire CO Fraction molaire CO2 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

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4 Conclusions Dans ce travail une simulation numérique de l’écoulement réactif a été faite d’une flamme turbulente de diffusion naturel gas et biogas. Les résultats de la simulation du gas naturel trouvés sont en bon accord avec les résultats expérimentaux La valeur de la température de combustion est inferieur par rapport au gaz naturel, cela peut provoquer instabilité de la flamme La teneur de CO et CO2 sont faible 1erColloque International sur Hydrocarbures, Energies et Environnement /24 Novembre 2014 Ouargla

19 Merci De Votre Attention