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Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Combustion en milieu poreux“
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Zeitschriftenartikel zum Thema "Combustion en milieu poreux"
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Kouhila, Mounir, Abdelhamid Belghit und Abdellah Bennis. „Modélisation Numérique des Transferts Thermiques et Massiques lors du Séchage Convectif du Liège“. Journal of Renewable Energies 3, Nr. 2 (31.12.2000): 105–15. http://dx.doi.org/10.54966/jreen.v3i2.915.
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Le liège est un produit forestier d’une grande importance pour l’industrie marocaine. Cet article est une contribution à l’étude numérique des transferts couplés de chaleur et de masse dans un milieu poreux non saturé en l’occurrence le liège. Le présent travail s’appuie sur un modèle théorique qui prend en compte tous les phénomènes reconnus comme fondamentaux pour un milieu poreux homogène et isotrope.
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Daghari, H., und L. DeBacker. „Transfert d'eau dans un milieu poreux non isotherme“. Revue des sciences de l'eau 13, Nr. 1 (12.04.2005): 75–84. http://dx.doi.org/10.7202/705382ar.
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Les transferts d'eau dans le sol sont généralement, pour des raisons de facilité, supposés se dérouler dans des conditions isothermes. Les modèles proposés couplant les transferts hydriques et thermiques se heurtent aux difficultés inhérentes à la détermination des coefficients de transfert. Disposant de l'évolution de la température, de la succion et de la teneur en eau dans les profils du sol de lysimètre, une comparaison portant sur l'importance des gradients hydriques et thermiques dans le transfert d'eau en phases liquide et vapeur a été menée. Il se dégage clairement, que dans le domaine de teneurs en eau qui intéressent l'agronome (teneur en eau supérieure à celle au point de flétrissement), l'essentiel des transferts se fait via la phase liquide. En effet, les flux dus aux gradients de teneur en eau dépassent d'au moins deux ordres de grandeur les flux induits par les gradients de température. Ce qui confirme bien la validité des équations de Darcy-Richards (DARCY, 1856; RICHARDS, 1931) où l'effet de température est négligé.
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Joulin, Annabelle, und Mohamed Najib Ouarzazi. „Convection mixte d'un mélange binaire en milieu poreux“. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences - Series IIB - Mechanics-Physics-Astronomy 328, Nr. 4 (April 2000): 311–16. http://dx.doi.org/10.1016/s1287-4620(00)00140-x.
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Pousin, Jérôme, Abdelgani Roukbi, Rémi Gourdon, Pascale Le Goff und Pierre Moszkowicz. „Évaporation d'une substance organique dans un milieu poreux“. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences - Series IIB - Mechanics-Physics-Astronomy 327, Nr. 4 (April 1999): 371–77. http://dx.doi.org/10.1016/s1287-4620(99)80077-5.
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Marcoux, Manuel, und Marie-Catherine Charrier-Mojtabi. „Étude paramétrique de la thermogravitation en milieu poreux“. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences - Series IIB - Mechanics-Physics-Astronomy 326, Nr. 9 (September 1998): 539–46. http://dx.doi.org/10.1016/s1251-8069(98)80018-5.
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Amirat, Youcef, Kamel Hamdache und Abdelhamid Ziani. „Homogénéisation d'un modèle d'écoulements miscibles en milieu poreux“. Asymptotic Analysis 3, Nr. 1 (1990): 77–89. http://dx.doi.org/10.3233/asy-1990-3105.
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Sanahuja, Julien, und Luc Dormieux. „Résistance d'un milieu poreux à phase solide hétérogène“. Comptes Rendus Mécanique 333, Nr. 11 (November 2005): 818–23. http://dx.doi.org/10.1016/j.crme.2005.09.008.
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Ruiz, Thierry, und Jean-Claude Bénet. „Potentiels de transport d'une solution diluée en milieu poreux“. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences - Series IIB - Mechanics-Physics-Astronomy 326, Nr. 7 (Juli 1998): 415–21. http://dx.doi.org/10.1016/s1287-4620(98)80010-0.
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Chateau, Xavier, und Luc Dormieux. „Approche micromécanique du comportement d'un milieu poreux non saturé“. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences - Series IIB - Mechanics-Physics-Astronomy 326, Nr. 9 (September 1998): 533–38. http://dx.doi.org/10.1016/s1251-8069(98)80017-3.
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Kane, Soulèye. „Modèle de milieu poreux déformable : Existence de solution faible“. Comptes Rendus Mathematique 346, Nr. 23-24 (Dezember 2008): 1267–70. http://dx.doi.org/10.1016/j.crma.2008.10.007.
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Elayeb, Mustafa. „Modélisation à l'échelle microscopique de transports avec réaction en milieu poreux : combustion en lit fixe“. Poitiers, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2008/Elayeb-Mustafa/2008-Elayeb-Mustafa-These.pdf.
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La combustion en milieu poreux est traitée par le biais de simulations numériques directes et détaillées, à la microéchelle, dans une extension du travail de Debenest (2003, 2005) qui porte principalement sur un enrichissement du modèle chimique. On considère plus particulièrement la combustion en lit fixe de particules solides, avec comme première application le brûlage de schistes bitumineux. Les processus de transport (convection, diffusion, conduction) et les réactions chimiques sont explicitement décrits à l'échelle des pores, ce qui permet d'exhiber leurs couplages et de révéler les phénomènes locaux qui déterminent les comportements globaux. Les simulations sont conduites principalement dans deux configurations bidimensionnelles, milieu stratifié ou réseau de cylindres, en examinant les effets des réactions pyrolytiques (cracking du kérogène et calcination des carbonates), et avec un schéma d'oxydoréduction qui fait intervenir jusqu'à quatre réactions. Une typologie phénoménologique est établie, incluant notamment l'existence de deux régimes principaux, avec ou sans flamme dans les pores. Des plages de fonctionnement sont identifiées, suivant les paramètres opératoires. On peut en rationaliser les tendances à l'aide de considérations théoriques, et montrer qu'une description macroscopique peut nécessiter des formulations différentes, selon les situationsCombustion in porous media is addressed by means of direct, detailed numerical simulations, on the microscale, in an extension of the work of Debenest (2003) where the main improvements are related to the chemical model. More specifically, fixed bed combustion of solid particles is considered, with application to the burning of oil shales. The transport processes (convection, diffusion, conduction) and the chemical reactions are explicitely described on the pore scale, which allows to account for their local couplings and to identify the small-scale phenomena which control the global behaviors. The simulations are conducted mainly in two two-dimensional configurations, a stratified medium and a network of cylinders. The effect of pyrolytic reactions (kerogen cracking and calcination of the carbonates) are examined, as well as the oxydative processes, with a chemical scheme involving four species and up to four reactions. A phenomenological typology is established, which features for instance two main regimes, with or without a flamme in the pore space. Ranges of functioning modes are identified, according to the operating parameters. Their trends can be rationalized by theoretical considerations, and it is shown that different situations may require different formulations in a macroscopic description
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Elayeb, Mustafa Mourzenko Valeri Thovert Jean-François. „Modélisation à l'échelle microscopique de transports avec réaction en milieu poreux combustion en lit fixe /“. Poitiers : I-Médias, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/index.php?id=495.
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Gauthier, Ségolène. „Contribution à l'étude de la combustion de mélanges gaz naturel-hydrogène en milieu poreux catalytique“. Lyon, INSA, 2008. http://www.theses.fr/2008ISAL0050.
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Dans le contexte actuel des problèmes environnementaux et de la disponibilité limitée des ressources fossiles, il est nécessaire de développer des brûleurs performants et peu polluants, et d’utiliser des sources d’énergie non fossiles. Cette étude porte sur la combustion de mélanges gaz naturel/hydrogène en milieu poreux catalytiques. En effet, les brûleurs radiants poreux permettent d’obtenir une efficacité élevée et de faibles émissions de polluants. Le comportement de ces brûleurs est cependant complexe et peut être fortement modifié par l’introduction d’hydrogène. L’objectif de cette thèse est dans un premier temps d’étudier le comportement d’un brûleur radiant poreux constitué d’un support poreux de type mousse catalysé ou non et de comprendre les phénomènes en jeu, pour ensuite étudier l’influence de la structure et de la nature du milieu poreux et pouvoir ainsi optimiser le brûleur. Des tests expérimentaux sur quatre mousses différentes (deux mousses métalliques et deux mousses céramiques) et pour des mélanges combustibles contenant de 100% vol. De gaz naturel à 100% vol. D’hydrogène ont été effectués. Ils ont permis de définir les zones de fonctionnement pour chaque support. L’ajout d’hydrogène réduit la zone de fonctionnement du brûleur jusqu’à une disparition complète du mode radiant au-delà de 80% vol d’hydrogène. Un modèle numérique a été développé. Il permet de représenter les zones de fonctionnement obtenues expérimentalement et reproduit l’évolution des émissions de polluants en fonction de la richesse, de la puissance spécifique et de la quantité d’hydrogène. Les phénomènes prenant place au sein du brûleur sont fortement couplés. Ils conditionnent la position du front de combustion et ainsi les performances du brûleur. La diminution de la conductivité thermique, du transfert de chaleur entre la phase gaz et la phase solide et du coefficient d’absorption permettent à la fois de réduire les émissions de CO et de NO et d’augmenter le flux radiatif. Leur variation est cependant limitée par une réduction de la résistance du brûleur à la remontée de la zone de combustion vers l’entréeIn the present context of environmental problems and the limited disponibility of fossils ressources, we need to develop burners with high efficiency and low pollutants emissions, and to use non-fossils ressources. This study deals with the combustion of natural gas/hydrogen mixtures in catalytic porous media. Indeed, porous radiant burners can show high efficiency and low pollutants emissions. Their behavior is however complex and can be highly affected by the use of hydrogen. The objective of this thesis is to study the behavior of a porous radiant burner made of a foam, catalysed or not, and to understand the physical phenomenas. Then, the influence of the structure and the nature of the porous media is studied in order to optimise the burner. Experimental tests on four different foams and for mixtures containing 100% vol. Of natural gas to 100% vol. Of hydrogen have been made. The working zones for each support have been identified. The use of hydrogen reduces the working zone of the burner. A numerical model has been developped. It can reproduce the experimental working diagrams and reproduces the evolution of the pollutants emissions with the equivalence ratio, the specific power and the quantity of hydrogen. The phenomenas in the burner are highly coupled. They affect the position of the combustion zone and then the efficiency of the burner. The decrease of the thermal conductivity, the heat transfer between the gas phase and the solid phase and the absorption coefficient induce a decrease of the pollutants emissions as well as an increase of the radiative flux. Their change is however limited by a decrease of the ability of the burner to prevent a flashback
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Lapene, Alexandre. „Etude expérimentale et numérique de la combustion in-situ d’huiles lourdes“. Thesis, Toulouse, INPT, 2010. http://www.theses.fr/2010INPT0014/document.
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Ce travail de thèse, réalisé en collaboration avec l’IMFT et TOTAL, traite de la modélisation de la combustion in-situ appliquée à une huile lourde Vénézuéliène. Il a été initié suite à une observation simple : même si le procédé est étudié depuis plusieurs décénies, on ne peut pas encore le modéliser correctement. Des résultats expérimentaux, issus d’expérience à l’échelle du laboratoire (tubes à combustions), ne sont pas reproductibles avec des outils numériques commerciaux de types simulateurs réservoirs thermiques. Par conséquent, et face à ce constat, nous avons été contraint d’explorer plusieurs pistes pour améliorer la modélisation du procédé : – La chimie et les méthodes de détermination de mécanismes réactionnels. – La description thermodynamique d’une huile lourde et le calcul d’équilibre triphasique. – Le transport de masse et de chaleur dans un milieu poreux, en situation multiphasique, réactive et miscible. – La conception d’un modèle mathématique et numérique d’un modèle complet. Nous pensons que le problème pluridisciplinaire et fortement complexe peut trouver une réponse si l’ensemble des mécanismes et leurs liens sont traités de façon adéquate. Une campagne expérimentale (expériences de cellules cinétiques), portant sur l’étude des effets de l’eau sur les réactions chimiques de l’huile, a permis de mettre en évidence des effets inattendus et nouveaux. Ces données, complétées par des expériences de types tubes à combustion, fournissent une importante base de données expérimentale. Pour modéliser les expériences de cellules cinétiques, nous avons tout d’abord développer un nouvel outil de simulation directe, reposant sur une description compositionnelle de l’huile où les comportements de toutes les phases sont prédits par les équations d’états. Le calcul d’équilibre est fait grâce à un flash diphasique. Afin de déterminer un mécanisme réactionnel paramétré, nous avons couplé ce dernier outil à un algorithme génétique. Finalement, dans le but de simuler les expériences de tubes à combustion, un nouveau simulateur compositionel, triphasique, thermique et réactif a été développé. Il est spécialement adapté à la simulation de ce genre d’expérience. Le calcul d’équilibre de phase est réalisé grâce à un nouvel outil développé pour l’occasion. Ce dernier repose sur l’hypothèse free water et repose sur une formulation originale et novatriceThe study of this PhD, realized jointly with IMFT and TOTAL, deals with modeling of in-situ combustion applied to a Venezuelan heavy oil. It has begun with a relatively simple observation: even if the process has been extensively studied since some decades, we cannot correctly model it. Experiment data provided by lab scale experiments (combustion tubes) mismatches numerical results obtained from commercial thermal simulator, especially for wet experiments. The need to better understand the process related to this issue forced us to explore multiple tracks for various scientific fields. Thus, one can cite: • The chemistry and methods of reduction of reactive mechanisms. • The thermodynamic description of the heavy oil and the calculations of three-phase equilibrium. • Heat and mass transport in multiphase, reactive and miscible porous medium. • Mathematical and numerical design of a full model. The problem exceedingly complex can find a complete and consistent answer if one takes into account the whole mechanisms and links between them. We have followed this way in order to determine a robust reactive scheme using both theoretical numerical and experimental developments. A whole set of kinetic cell manipulations was conducted to better understand and discriminate the effects of water on chemistry on a certain type of heavy oils. New interactions and effects on steam on heavy oil combustion have been discovered and studied. These manipulations, supplemented by a set of some combustion tubes provide a large set of experimental data. This will compose our base case that we will try to match later using some new tools devised during this study. To model kinetic experiments, we firstly developed a new simulation tool based on a compositional description and a full equation of state formulation. Equilibrium calculation is made by a two-phase flash. To determine consistent kinetic parameters, we used a genetic algorithm coupled with the new tool. Finally, in order to validate the kinetic model and simulate combustion tube experiment, a new threephase compositional simulator has been developed. It is especially fitted to take into account characteristic of the experimental device. Three-phase equilibrium calculation is computed by a new free-water
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Zouaoui, Nabila. „Etude expérimentale et théorique des paramètres régissant la combustion du noir de carbone au cours d'une analyse thermogravimétrique“. Thesis, Mulhouse, 2009. http://www.theses.fr/2009MULH3285.
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La combustion du noir de carbone (NC) dans le creuset d'une thermobalance est contrôlée à la fois par la réaction et par le transport de l'oxygène jusqu'à la surface du lit et à l'intérieur du lit poreux de NC.Les expériences menées en modifiant la masse de NC ont montré que la concentration en oxygène peut tomber à zéro avant d'atteindre le fond du lit. Ainsi, à un instant donné, seule une partie du lit est en combustion. Cette masse, appelée masse critique (mc) dépend de la température. Elle passe de 35 mg à 570°C à 17,5 mg à 650°C.Un gradient d'oxygène s'établi donc dans le lit. La modélisation du transport interne de l'oxygène a montré que la diffusion de Fick constitue une bonne approximation pour représenter ce transport.Des conseils pour extraire correctement une constante cinétique à partir d'expériences thermogravimétrique sont donnés. La procédure est adaptée en fonction de la précision souhaitée.Ainsi, l'utilisation de faibles masses afin de réduire au mieux l'effet de la masse et l'exothermicité de la réaction est fortement conseillée. L'influence de la diffusion externe du gaz peut être réduite en utilisant des creusets de très faibles hauteurs, ou en mettant l'échantillon le plus proche de la bouche du creuset en remplissant le fond du creuset avec un matériau inerteCombustion of carbon black (CB) in the crucible of a thermobalance is controlled by both carbon reactivity and oxygen transport from the oxidizing flux to the surface of the bed and within the porous bed.The experiments conducted by changing the mass of CB showed that the oxygen concentration can fall to zero before the bottom of the bed. Thus, at a given time, only a part of the bed is burning. This mass, called critical mass (mc), depends to temperature. It went from 35 mg at 570°C to 17.5 mg at 650°C.An oxygen gradient is thus established in the bed. The Modelling of the internal transport of oxygen showed that the Fick diffusion is a good approximation to represent the transport.Advices to correctly extract a kinetic constant using thermogravimetric experiments are given. The procedure is adjusted depending to the precision desired.Thus, the use of low masses to best reduce the mass and exothermic reaction effects is strongly recommended. The influence of stagnant gas can be reduced by using crucibles with very low height, or by placing the sample closest to the mouth of the crucible by filling the bottom of the crucible with an inert material
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Nguyen, Khac Tien. „Dégradation thermique de matériaux solides poreux exposés au feu - Simulation numérique avec prise en compte des processus chimiques et mécanismes de transfert“. Thesis, Poitiers, 2014. http://www.theses.fr/2014POIT2344.
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La description de la dégradation des solides est cruciale dans la simulation numérique d'un feu, les gaz de pyrolyse constituant la source combustible amenée au feu. Il importe de décrire avec précision ces processus en fonction des conditions ambiantes. Toutefois, les couplages entre réactions chimiques et mécanismes de transport de masse et de chaleur modifient fortement les comportements. L'objet de ce travail est la prédiction du comportement macroscopique par simulation numérique de la décomposition thermique des matériaux solides. Les propriétés intrinsèques du matériau, parmi lesquelles un modèle chimique incluant un schéma réactionnel et les paramètres thermocinétiques associés, issus d'expérimentation à petite échelle sont considérés ainsi que les mécanismes de transport et les effets limitants qu'ils peuvent introduire. La réponse du matériau est ainsi prédite pour des configurations géométriques et des scénarios d'exposition arbitraires. L’outil spécifique développé au cours de ce doctorat est basé sur une description à l'échelle de Darcy. Il a pour objectif à terme d’être couplé à un code de simulation du feu dans son ensemble, de sorte que les conditions auxquelles chaque élément solide serait exposé seraient décrites tandis que la prédiction de l'évolution du feu dépendrait de la réponse des matériaux fournie par notre module. Un jeu d'applications est présenté pour deux types de bois ayant des schémas réactionnels différents, avec réactions séquentielles ou concurrentielles. Les configurations et scénarios examinés correspondent à des essais normalisés, sous cône calorimètre, et une comparaison entre les résultats numériques et expérimentaux est effectuéeThe description of the degradation of solids is crucial in the numerical simulation of a fire, the pyrolysis gases constituting the combustible source. It is important to describe with accuracy these processes, according to the ambient conditions. However, the couplings between chemical reactions and mechanisms of mass and heat transports strongly modify the behavior of the fire.The objective of this work is to predict the macroscopic behavior of the thermal decomposition of solid fuel by numerical simulation. The intrinsic properties of the material, among which a chemical model including a reactive scheme and the associated thermochemical parameters stemming from small-scale experiment are considered as well as the transport mechanisms and the limiting effects that they can introduce. The comportment of the material is then predicted for geometrical configurations and arbitrary scenarios of exposure. The specific tool developed during this Ph-D is based on a description on the Darcy scale. It has in the future to be coupled with a global code of simulation of the fire, so that the conditions undergone by every exposed solid element would be described whereas the prediction of the fire evolution fire would depend on the behavior of the materials supplied by the present module.A set of applications is presented for two wooden materials, featuring different reactive schemes, with sequential or competitive reactions. The configurations and the examined scenarios correspond to normalized tests under cone calorimeter, and a comparison between the numerical and experimental results is made
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Zouaoui, Nabila. „Etude expérimentale et théorique des paramètres régissant la combustion du noir de carbone au cours d'une analyse thermogravimétrique“. Electronic Thesis or Diss., Mulhouse, 2009. https://www.learning-center.uha.fr/.
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La combustion du noir de carbone (NC) dans le creuset d'une thermobalance est contrôlée à la fois par la réaction et par le transport de l'oxygène jusqu'à la surface du lit et à l'intérieur du lit poreux de NC.Les expériences menées en modifiant la masse de NC ont montré que la concentration en oxygène peut tomber à zéro avant d'atteindre le fond du lit. Ainsi, à un instant donné, seule une partie du lit est en combustion. Cette masse, appelée masse critique (mc) dépend de la température. Elle passe de 35 mg à 570°C à 17,5 mg à 650°C.Un gradient d'oxygène s'établi donc dans le lit. La modélisation du transport interne de l'oxygène a montré que la diffusion de Fick constitue une bonne approximation pour représenter ce transport.Des conseils pour extraire correctement une constante cinétique à partir d'expériences thermogravimétrique sont donnés. La procédure est adaptée en fonction de la précision souhaitée.Ainsi, l'utilisation de faibles masses afin de réduire au mieux l'effet de la masse et l'exothermicité de la réaction est fortement conseillée. L'influence de la diffusion externe du gaz peut être réduite en utilisant des creusets de très faibles hauteurs, ou en mettant l'échantillon le plus proche de la bouche du creuset en remplissant le fond du creuset avec un matériau inerteCombustion of carbon black (CB) in the crucible of a thermobalance is controlled by both carbon reactivity and oxygen transport from the oxidizing flux to the surface of the bed and within the porous bed.The experiments conducted by changing the mass of CB showed that the oxygen concentration can fall to zero before the bottom of the bed. Thus, at a given time, only a part of the bed is burning. This mass, called critical mass (mc), depends to temperature. It went from 35 mg at 570°C to 17.5 mg at 650°C.An oxygen gradient is thus established in the bed. The Modelling of the internal transport of oxygen showed that the Fick diffusion is a good approximation to represent the transport.Advices to correctly extract a kinetic constant using thermogravimetric experiments are given. The procedure is adjusted depending to the precision desired.Thus, the use of low masses to best reduce the mass and exothermic reaction effects is strongly recommended. The influence of stagnant gas can be reduced by using crucibles with very low height, or by placing the sample closest to the mouth of the crucible by filling the bottom of the crucible with an inert material
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Flores-Montoya, Enrique. „Etude expérimentale de la stabilisation des flammes dans des brûleurs poreux : application des diagnostics optiques dans des géométries imprimées en 3D“. Electronic Thesis or Diss., Université de Toulouse (2023-....), 2024. http://www.theses.fr/2024TLSEP087.
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La transition vers une économie neutre en carbone est confrontée à deux défis majeurs : le stockage de l'excès d'énergie provenant des énergies renouvelables et la décarbonation des processus de combustion dans les secteurs difficiles à électrifier. La stratégie Power to Gas (P2G) propose de résoudre ces problèmes en substituant partiellement l'hydrogène dans le réseau actuel de gaz naturel. Cependant, cela nécessite le développement de brûleurs flexibles capables de s'adapter à des niveaux variables d'hydrogène dans le réseau. Cela est compliqué à cause des différences entre les propriétés de la flamme d’hydrogène et celles des combustibles hydrocarbonés. Les brûleurs poreux (PMBs) sont considérés comme une technologie prometteuse en raison de leurs propriétés uniques. Les PMBs utilisent la recirculation de chaleur pour stabiliser les flammes à l'intérieur de matrices poreuses inertes, incrémentant le taux de consommation de la flamme et atteignant des températures locales superadiabatiques. Cela permet des densités de puissance plus élevées et l’extension des limites d'inflammabilité, ce qui se traduit par des dispositifs compacts et une faible émission de NOx avec des efficacités radiatives élevées.Le mécanisme fondamental de fonctionnement des brûleurs poreux à l'échelle macroscopique, la recirculation de la chaleur, est bien compris. Cependant, il existe encore une connaissance limitée sur certains phénomènes à l'échelle des pores et de leur influence sur le comportement du système global. En raison de la non-linéarité de la combustion et du transfert de chaleur, la stabilisation de la flamme et les performances du brûleur dépendent fortement des détails à l'échelle des pores. Les modèles de bas ordre actuels n'incluent pas la modélisation des interactions flamme-paroi et des effets de diffusion préférentielle, ce qui entraîne une faible précision. Les diagnostics non intrusifs avancés pourraient être utilisés pour étudier la structure locale de la flamme et guider l'amélioration des modèles de bas ordre. Cependant, les mesures expérimentales dans les PMBs sont entravées par le manque d'accès optique à l'intérieur de la matrice poreuse. Malgré les efforts récents, l'application de diagnostics optiques et non intrusifs dans les PMBs est encore très rare. Cette thèse présente une étude expérimentale sur la combustion en milieu poreux et est consacrée au développement de diagnostics optiques. Des PMBs optiquement accessibles sont produits en combinant des topologies définies par ordinateur avec des techniques de fabrication additive. La méthodologie actuelle offre un accès optique étendu dans une configuration de brûleur 3D sans perturber la structure de la matrice. L'accès optique est utilisé pour appliquer une série de diagnostics optiques, y compris la chimiluminescence CH*, l'imagerie de diffusion de Mie et la micro-PIV. Nos résultats montrent les limites des VAMs actuels et de leurs méthodes de validation. La mise en œuvre de diagnostics novateurs a également révélé différentes tendances de stabilisation dans les flammes enrichies en H2, soulignant l'effet des mécanismes d'ancrage local sur les limites de fonctionnement du brûleur. Enfin, l'accès optique est exploité pour effectuer des diagnostics laser et étudier la structure de la flamme à l'échelle des pores. Nos résultats révèlent différents modes de stabilisation et mettent en évidence l'impact de l’écoulement interstitiel sur les performances du brûleur. Cette thèse ouvre de nouvelles voies pour l'application de diagnostics non intrusifs et plaide pour un développement supplémentaire des techniques expérimentales avancées dans les brûleurs poreuxPorous Media Burners (PMBs) are a combustion technology based on heat recirculation where a flame is stabilized within the cavities of an inert porous matrix. In PMBs, heat is transferred upstream from the burned to the unburned gas through the solid matrix yielding a preheating of the reactants.This increases their burning rate allowing for more compact combustion devices and the operation beyond conventional flammability limits. As a result, the stabilization of flames at ultra-lean equivalence ratios is possible, with the subsequent reduction of the flame temperature and NOx emissions. In these burners, a substantial fraction of the power is radiated by the hot solid phase, with radiated power fractions ranging between 20-30 %. This, together with their elevated efficiency and low pollutant emissions, has motivated their commercial use in various infrared heating applications.In the past years, PMBs have received renewed interest owing to their potential as fuel flexible burners. Their ability to stabilize flames over a wide range of burning rates makes them promising candidates to handle the uneven flame properties of hydrogen and hydrocarbon fuels.The mechanism of heat recirculation in PMBs is well understood. However, there is still limited knowledge about many pore-scale phenomena that have a critical impact on the macroscopic behavior of the system and its performance.Advanced nonintrusive diagnostics could be used to study local flame stabilization mechanisms and improve current models. However, experimental measurements in PMBs are hindered by the lack of optical access to the interior of the porous matrix.This dissertation presents an experimental study on porous media combustion and is devoted to the application of optical diagnostics. Optically accessible PMBs are produced by combining computer-defined topologies with additive manufacturing techniques. This methodology provides an extensive optical access in a 3D burner configuration without altering the matrix structure. Optical access is leveraged to apply CH* chemiluminescence, Mie-scattering imaging and micro PIV. Topology tailoring is exploited to analyze the influence of the geometrical parameters of the porous matrix. Direct flame visualization enables the tracking of the reaction region as a function of the operating conditions, which can be used for model validation. The present results bring to light several limitations of current low order models and highlight the influence of the pore size on flame stabilization. Flame-front tracking is also used to investigate the effect of H2-enrichment on the behavior of the flame. This technique reveals different stabilization trends in H2-enriched flames that are not well retrieved by current models. Mie-scattering permits the quantification of the re-equilibration distance and the analysis of the flame shape. Micro PIV measurements show the influence of the topology on the interstitial flow and on the contribution of hydrodynamic effects to flame stabilization.This PhD seeks to open new paths for the application of non-intrusive diagnostics in PMBs and to improve the current understanding of flame stabilization mechanisms
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Tancrez, Manuel. „Modélisation du rayonnement et transferts couplés dans des milieux poreux réactifs : application aux brûleurs radiants à gaz“. Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2002. http://www.theses.fr/2002ECAP0908.
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Après une présentation des contextes industriels et scientifiques de l'étude, une première partie est consacrée à un modèle réaliste de transfert radiatif adapté aux supports de combustion de gaz constitué de canaux parallèles et à des configurations technologiques précises. Un modèle de milieu continu équivalent au support a été établi, justifié et caractérisé en précision. Dans une deuxième partie, le modèle de transfert radiatif précédent a été intégré dans un outil de simulation monodimensionnel applicable à un milieu poreux homogénéisé. Il a été couplé avec les autres types de transfert (combustion, réactions catalytiques, transferts thermiques, transferts de masse,etc,). Une attention particulière a été apportée à l'étude des transferts thermiques et des transferts d'espèces par réaction catalytique à l'interface entre le fluide et le solide. Les résultats obtenus avec une combustion, soit volumique soit catalytique, ont été comparés avec des données expérimentales. Un accord qualitatif a été observé. La troisième partie de ce travail s'inscrit dans une démarche globale de caractérisation des propriétés radiatives de milieux poreux de type mousse. Le travail principal a porté sur la détermination des propriérés radiatives d'un milieu poreux par une méthode de type Monte Carlo à partir de sa morphologie numérisée. Cette méthode permet d'accéder aux coefficients d'absorption et de diffusion d'un milieu semi-transparent équivalent, dans les limites de validité de l'approche homogénéisée, typiquement pour une porosité supérieure à 0,65. L'intérêt majeur de cette méthode est de caractériser précisément la fonction de phase du milieu, à partir d'un calcul direct, sans en imposer la structure, dès lors que l'identification conduisant au coefficient de diffusion est validée. Un autre intérêt de cette méthode est de recourir à des approches directes exclusivement. Celles-ci sont alors susceptibles de remplacer ou de compléter les approches fondées sur des méthodes inverses, moins précises, habituellement utilisées pour les caractérisations des milieux poreux.
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Stockinger, Claudius. „Study and analysis οf Sοοt Filter Regeneratiοn by using the Lattice Bοltzmann Μethοd“. Electronic Thesis or Diss., Normandie, 2024. http://www.theses.fr/2024NORMIR07.
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La maîtrise des émissions de noir de carbone est une tâche importante dans de nombreux domaines d'application, le secteur des transports étant l'un des domaines les plus importants. Les moteurs diesel, encore largement utilisés dans le monde entier, sont l'une des principales sources d'émissions anthropiques de noir de carbone. Afin de contrer l'effet néfaste du noir de carbone sur la santé humaine, le traitement des gaz d'échappement est au centre de la recherche depuis de nombreuses décennies. Les filtres à suie de pointe utilisent une structure en nid d'abeille en céramique, agissant comme des filtres à flux mur. Ces filtres nécessitent une régénération périodique une fois qu'une contre-pression de filtre critique est atteinte. La régénération est effectuée soit sous forme de régénération active à des températures élevées (>600 °C), soit en continu, sous forme de régénération passive à des températures à partir de 300 °C. La température nécessaire des gaz d'échappement pour la régénération active entraîne une pénalité en carburant, rendant le contrôle précis du processus de régénération impératif. Des travaux antérieurs ont suggéré que la morphologie mésoscopique de la suie et son évolution pendant la combustion de la suie influencent la réactivité, affectant ainsi le processus de régénération. Par conséquent, le contrôle du système de régénération nécessite une connaissance précise des phénomènes physiques et chimiques en jeu, nécessitant des simulations du processus de régénération. Dans cette thèse, un cadre de simulation pour modéliser l'écoulement de gaz, composé des différentes espèces réactives, en tenant compte des interactions solide-gaz, est créé. De plus, le transfert de chaleur conjugué, les réactions hétérogènes et la libération de chaleur de réaction à l'interface entre les phases solide et gazeuse sont traités. À cette fin, la méthode de Boltzmann sur réseau (LBM), en raison de sa nature mésoscopique, est choisie comme un excellent outil pour modéliser la combustion hétérogène à l'échelle des pores. Dans cette thèse, un cadre LBM est créé et des méthodes appropriées pour modéliser la combustion de la suie sont choisies et largement validées. Une procédure d'utilisation des données de microscopie électronique à balayage par faisceau ionique focalisé (FIB-SEM) de véritables échantillons de suie pour la simulation de combustion est mise en œuvre. De plus, les régimes de combustion sont analysés en fonction de la variation du nombre de Péclet, du nombre de Damköhler et de la fraction molaire d'oxygène dans le flux gazeux d'entrée. Des simulations avec des géométries de suie réalistes sont réalisées et les résultats sont comparés avec des résultats expérimentaux. Il est constaté que l'évolution de la surface réactive spécifique, telle que reçue des simulations LBM, n'est pas comparable aux résultats expérimentaux. L'analyse par microscopie électronique à transmission (TEM) et les spectres Raman de la suie avant et après les expériences de combustion ont révélé que la combustion affecte les particules primaires à l'échelle nanométrique. Pour cette raison, un modèle séparé pour décrire les particules primaires hétérogènes et leur combustion a été créé. Ensuite, les premières simulations avec couplage d'échelle ont été menées, en reliant les simulations LBM mésoscopiques avec la conception des particules primaires à l'échelle nanométrique. Il est démontré qu'une augmentation plus réaliste de la surface spécifique peut être obtenue dans les simulations en couplant le modèle LBM mésoscopique avec un modèle de particules primaires à l'échelle nanométriqueThe control of the emission of carbon black is an important task in many fields of application, with the transport sector being one of the most important domains. Diesel engines, still being extensively used worldwide, are one of the main contributors to the anthropogenic emission of carbon black. In order to counteract the detrimental effect of carbon black on human health, exhaust gas treatment has been the focal point of research for many decades.State of the art soot filters use a ceramic honey-comb structure, acting as wall flow filters. These filters require periodic regeneration once a critical filter back-pressure is reached. Regeneration is conduced either as active regeneration at elevated temperatures (>600 °C) or continuously, as passive regeneration at temperatures starting from 300 °C. The necessary exhaust gas temperature of active regeneration results in a fuel penalty, making the precise control of the regeneration process imperative. Previous works suggested that the mesoscopic morphology of soot and its evolution during soot combustion influence the reactivity, thus affecting the regeneration process. Hence, the control of the regeneration system requires precise knowledge of the physical and chemical phenomena at hand, necessitating simulations of the regeneration process.In this thesis, a simulation framework to model gas flow, consisting of the different reactive species, taking into account solid-gas interactions, is created. Furthermore, conjugate heat transfer, heterogeneous reactions and the release of reaction heat at the interface between the solid and gas phases is treated. For this purpose, the lattice Boltzmann method (LBM), due to its mesoscopic nature, is chosen as an excellent tool to model the heterogeneous combustion on the pore scale. Within this thesis, a LBM framework is created and appropriate methods to model soot combustion are chosen and extensively validated. A procedure to use focused ion beam scanning electron microscopy (FIB-SEM) data of realistic soot samples for the combustion simulation is implemented. Furthermore, the combustion regimes are analysed based on variation of Péclet number, Damköhler number, and oxygen mass fraction in the inlet gas stream. Simulations with realistic soot geometries are performed and the results are compared with experimental results. It is found that the evolution of the specific reactive surface, as received from LBM simulations, is not comparable to the experimental results. Transmission electron microscopy (TEM) analysis and Raman spectra of the soot before and after combustion experiments revealed that combustion affects the primary particles on the nano-scale. For this reason, a separate model to describe the heterogeneous primary particles and their combustion was created. Subsequently, first simulations with scale-coupling were conducted, by connecting the mesoscopic LBM simulations with the primary particle design on the nano-scale. It is shown that a more realistic increase in specific surface could be achieved in simulations by coupling the mesoscopic LBM model with a nano-scale primary particle model
Bücher zum Thema "Combustion en milieu poreux"
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Leblois, Etienne. Etude de quelques aspects de la dispersion hydrodynamique en milieu poreux fissuré. Grenoble: A.N.R.T. Université Pierre Mendès France Grenoble 2, 1986.
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1937-, Johnson J. H., und Society of Automotive Engineers, Hrsg. Emission control and fuel economy for port and direct injected SI engines. Warrendale, PA: Society of Automotive Engineers, 2005.
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3
Gagneux, Gérard. Analyse mathématique de modèles non linéaires de l'ingénierie pétrolière. Berlin: Springer-Verlag, 1996.
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4
DERLUYN, Prat. Cristallisation de Sels en Milieu Porehb: Cristallisation de Sels en Milieu Poreux. ISTE Editions Ltd., 2023.
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5
OxygenEnhanced Combustion Second Edition Industrial Combustion. CRC Press, 2013.
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6
Warnatz, J., Robert W. Dibble und Ulrich Maas. Combustion: Physical and Chemical Fundamentals, Modeling and Simulation, Experiments, Pollutant Formation. Springer Berlin / Heidelberg, 2010.
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Gagneux, Gerard, und Monique Madaune-Tort. Analyse mathématique de modèles non linéaires de l'ingénierie pétrolière (Mathématiques et Applications). Springer, 1995.
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1
MERCURY, Lionel. „Thermodynamique et cinétique de la cristallisation de sels“. In Cristallisation de sels en milieu poreux, 17–38. ISTE Group, 2023. http://dx.doi.org/10.51926/iste.9114.ch1.
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Ce chapitre propose une revue des principaux concepts thermodynamiques et de cinétique chimique utiles à la compréhension et à l’étude des phénomènes de cristallisation d’un ou plusieurs sels en milieu poreux.
2
DANGLA, Patrick. „La poromécanique et la cristallisation confinée en milieu poreux“. In Cristallisation de sels en milieu poreux, 91–114. ISTE Group, 2023. http://dx.doi.org/10.51926/iste.9114.ch4.
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Ce chapitre présente une modélisation de l’impact de la cristallisation d’un sel au sein d’un matériau poreux non –saturé dans le cadre de la poromécanique à travers l’exemple de la poro-élasticité. Il met aussi en avant différentes questions ouvertes relatives à ce domaine de recherche.
3
MENÉNDEZ, Beatriz. „La cristallisation de sels dans un environnement changeant“. In Cristallisation de sels en milieu poreux, 207–48. ISTE Group, 2023. http://dx.doi.org/10.51926/iste.9114.ch8.
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Ce chapitre présente la problématique de l’impact de sels sur les matériaux de construction. Il discute l’origine des sels. Il illustre la diversité et la complexité des situations rencontrées liée à la présence possible de nombreux sels en solution. Il met l’accent sur les conditions environnementales et explore en quoi l’évolution des conditions environnementales, liée notamment au changement climatique, peut affecter l’impact de la présence des sels sur la durabilité des matériaux.
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RAMON-TARRAGONA, Anna, und Eduardo E. ALONSO. „Les précipitations minérales à grande échelle et leurs effets sur les infrastructures“. In Cristallisation de sels en milieu poreux, 147–80. ISTE Group, 2023. http://dx.doi.org/10.51926/iste.9114.ch6.
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Ce chapitre illustre l’importance des dommages que peut causer la cristallisation des sels en milieu poreux à travers la considération de deux situations de génie civil concernant un tunnel et un viaduc. Il montre comment investigations de terrain et modélisation conduisent à une compréhension détaillée des mécanismes responsables des dommages observés, ouvrant ainsi les possibilités de remédiation.
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SHAHIDZADEH, Noushine. „La pression de cristallisation“. In Cristallisation de sels en milieu poreux, 39–59. ISTE Group, 2023. http://dx.doi.org/10.51926/iste.9114.ch2.
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Ce chapitre présente le concept-clé de pression de cristallisation et discute la capacité d’un cristal en cours de croissance à générer des contraintes. L’importance du film liquide confiné entre le cristal et la paroi est mise en avant ainsi que l’impact des propriétés de mouillabilité.
6
DESARNAUD, Julie. „Les sels dans le patrimoine“. In Cristallisation de sels en milieu poreux, 181–206. ISTE Group, 2023. http://dx.doi.org/10.51926/iste.9114.ch7.
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Ce chapitre présente la problématique de l’impact de sels sur les monuments historiques et sites archéologiques. Les mécanismes liés à la présence des sels conduisant à la dégradation ainsi que les principales figures d’altération sont décrites. Plusieurs méthodes de traitement et d’intervention visant la préservation des éléments de notre patrimoine culturel concernés sont également présentées.
7
DERLUYN, Hannelore. „Observations expérimentales sur la cristallisation des sels dans les géomatériaux“. In Cristallisation de sels en milieu poreux, 115–44. ISTE Group, 2023. http://dx.doi.org/10.51926/iste.9114.ch5.
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Ce chapitre donne une brève introduction sur l’imagerie par rayons X et par neutrons, et son utilisation pour caractériser les processus couplés hydro-chimio-mécanique pendant la cristallisation dans des géomateriaux. La quantification expérimentale est discutée avec deux exemples illustratifs, et un lien est établi avec des études de simulation numérique dans lesquelles les ensembles de données obtenus ont été utilisés.
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PRAT, Marc. „Évaporation, transport et cristallisation“. In Cristallisation de sels en milieu poreux, 61–90. ISTE Group, 2023. http://dx.doi.org/10.51926/iste.9114.ch3.
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Ce chapitre présente les phénomènes de transport contrôlant l’évolution de la concentration en sel dans un milieu poreux lors de l’évaporation et la localisation au sein du milieu ou à sa surface des structures de sel résultant de la cristallisation : subflorescence et efflorescence. Il met en avant les mécanismes de dissolution-précipitation comme mécanismes-clés de l’évolution dynamique des efflorescences.
Konferenzberichte zum Thema "Combustion en milieu poreux"
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Brossard, Jérôme, Mohamed Chagdali und Vincent Rey. „Ecoulement engendré par la houle dans un milieu poreux“. In Journées Nationales Génie Côtier - Génie Civil. Editions Paralia, 2004. http://dx.doi.org/10.5150/jngcgc.2004.006-b.
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ARNAUD, Gwendoline, Vincent REY, Julien TOUBOUL und Damien SOUS. „Propagation de la houle à travers un milieu poreux : effets 3D“. In Journées Nationales Génie Côtier - Génie Civil. Editions Paralia, 2016. http://dx.doi.org/10.5150/jngcgc.2016.002.
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3
DESMET, Flora, Christian RAFFOURT und Antoine MANGIN. „Propagation de la houle à travers un milieu poreux : surface spécifique, disposition et paramètres de forme du poreux“. In Journées Nationales Génie Côtier - Génie Civil. Editions Paralia, 2018. http://dx.doi.org/10.5150/jngcgc.2018.048.
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4
ARNAUD, Gwendoline, Damien SOUS, Julien TOUBOUL, Fabrice GOUAUD und Vincent REY. „Ecoulements stationnaires ou oscillants à travers un milieu poreux : effets de la surface spécifique“. In Journées Nationales Génie Côtier - Génie Civil. Editions Paralia, 2014. http://dx.doi.org/10.5150/jngcgc.2014.003.
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