Les fiouls lourds, les huiles usagées ou les graisses animales constituent des combustibles denses et visqueux qu'il est possible de valoriser. Brûler ces combustibles en émulsion avec l'eau diminue la longueur de flamme et surtout la formation de résidus carbonés solides (particules) par rapport au combustible pur. Car le phénomène de micro explosion, qui consiste en la vaporisation rapide (<0.1 ms.) des gouttelettes d'eau internes, disloque la gouttelette d'émulsion en plusieurs gouttelettes plus petites. Dans un premier temps, un modèle instationnaire de la gouttelette d'émulsion permet, grâce à un critère approprié (vaporisation des gouttelettes d'eau internes en état liquide métastable) d'établir une prédiction numérique de son délai de micro explosion. Cette prédiction est confrontée à des mesures expérimentales issues de la littérature, avec différents paramètres de combustion et différentes formulations de l'émulsion (soit 27 situations différentes). Puis ce modèle de gouttelette individuelle est incorporé à un modèle de combustion en spray, prenant en compte le phénomène de micro explosion : les résultats permettent de comparer la flamme obtenue (~150 kW) avec et sans émulsification du combustible. Cette comparaison des champs de température et des longueurs de flamme confirme qualitativement les tendances observées dans des études expérimentales de la littérature. Enfin, une campagne expérimentale sur une chaudière industrielle de puissance modeste (~200 kW) permet de mesurer une baisse reproductible (entre 30 et 35%) des émissions de particules en utilisant une émulsion de l'eau dans le fioul lourd, par rapport au fioul lourd pur. La mesure de la granulométrie des particules émises permet de fournir un indicateur de micro explosion.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:pastel.archives-ouvertes.fr:pastel-00005429 |
| Date | 05 March 2008 |
| Creators | Tarlet, Dominique |
| Publisher | École Nationale Supérieure des Mines de Paris |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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