Academic literature on the topic 'Flamme – Effets des hautes pressions'

<p style="text-align: justify;">Des vins blancs liquoreux ont été mutés par traitement aux hautes pressions. La fermentation alcoolique est complètement et définitivement arrêtée lorsque les vins sont traités à 3000- 3500 bars pendant 10 min. Il ne reste plus aucune levure viable. Le traitement n'a aucun effet majeur sur la constitution du vin, au moins en ce qui concerne ses caractéristiques principales. Seule la couleur est légèrement modifiée. Les vins ainsi traités doivent être protégés contre l'oxydation. Les qualités organoleptiques ne sont pas modifiées.</p><p style="text-align: justify;">Ce traitement doit être évalué à plus grande échelle afin de connaÎtre ses effets sur le vieillissement de différents types de vins.</p>

Ce projet a pour but d’approfondir les connaissances de l’effet de la haute pression sur les flammes laminaires et turbulentes et d’appliquer ces connaissances et les moyens techniques développés à l’institut aux flammes diluées avec du dioxyde de carbone. L’étude est effectuée à l’aide d’un brûleur de type Bunsen placé dans une chambre de combustion haute pression. De nombreux diagnostics optiques furent utilisés. La structure générale de flamme est étudiée avec la tomographie par plan laser. Les vitesses de flammes sont mesurées à partir des acquisitions de PIV. La LDV a permis d’obtenir les échelles de turbulence. Enfin l’ensemble de ces données ont été utilisées pour tester différents modèles de combustion.

L'étude expérimentale porte sur l'influence de la haute-pression jusqu'à 0. 9 MPa pour la combustion d'une flamme de prémélange méthane-air, pauvre, turbulente stabilisée sur un brûleur de type Bunsen. La vitesse débitante et la richesse sont fixées à 2. 1 m/s et 0. 6. Le champ de vitesses et les échelles de la turbulence sont déterminés à l'aide de l'anémométrie Laser Doppler. Les mesures de diffusion Rayleigh renseignent sur la fluctuation du scalaire. De l'imagerie de Mie deux dimensions sont obtenus la courbure, l'angle d'orientation, les longueurs de plissement et enfin, la densité de surface de flamme et l'intensité de combustion qui sont comparées avec les valeurs données par le modèle BML. Lorsque la pression augmente les échelles de Taylor et de Kolmogorov diminuent avec la viscosité cinématique, l'échelle intégrale et la vitesse fluctuante restent constantes, les structures du front de flamme deviennent plus petites et plus pointues, augmentant la densité de surface de flamme.

Ce travail de thèse expérimental vise à améliorer la compréhension des flammes turbulentes de prémélange méthane/air pour différents cas de pression et différents enrichissements en hydrogène. L'étude est effectuée à l'aide d'un brûleur de type Bunsen placé dans une chambre de combustion haute pression. Une meilleure compréhension des phénomènes mis en jeu est rendue possible par l'utilisation de diagnostics optiques. La structure macroscopique de la flamme est étudiée à l'aide du diagnostic de tomographie par plan laser, la structure interne de la flamme à l'aide du diagnostic de diffusion Rayleigh 2D. Ces informations sont largement utilisées pour tester différents modèles de combustion.

Le présent travail est une étude expérimentale sur l’interaction entre flamme et turbulence. L’effet de la pression sur le plissement de flammes turbulentes prémélangées est caractérisé à l’aide de diagnostics laser et fil chaud. Dans un premier temps, la caractérisation de la turbulence générée par un système multi-échelles a été réalisée. Il a été démontré que ce dispositif amplifie le taux de turbulence de 40% par rapport à un dispositif mono-grille de maille équivalente. De même, les petites échelles de turbulence sont trouvées expérimentalement plus petites et plus énergétiques pour le système multi-grilles. A partir de ces résultats, l’étude des interactions entre flamme prémélangée et turbulence a été effectuée. En utilisant le diagnostic par tomographie laser, le front de flamme de plusieurs prémélanges a été étudié. En modifiant les conditions de mélange, l’effet des paramètres comme le nombre de Lewis, les conditions de turbulence ou les petites échelles ont pu être observés. Le faible impact des instabilités thermodiffusives sur la courbure du front de flamme et sur la dynamique de la flamme a été démontré. En revanche, l’effet des conditions de turbulence a été démontré comme important sur les caractéristiques du front de flamme. De plus, les résultats obtenus ont montré l’impact majeur de l’échelle de Taylor sur le plissement du front de flamme pour les conditions expérimentales de la présente étude
The present work is an experimental study on the interactions between flame and turbulence. The pressure effect on the flame front wrinkling is characterised using laser diagnostics and hot wire anemometry. To begin with, the turbulence generated by a multi-grid system is characterised. It is shown that the present system produces a higher turbulence rate by 40% than for an equivalent mesh single-grid system. Moreover, the small turbulence scales sizes are experimentally found smaller with the multi-grid system. From those results, the interactions between premixed flames and turbulence were studied. By using the laser tomography diagnostic, the flame front of several gases premixes was observed. By changing the mixing conditions, the effect of parameters such as the Lewis number, the turbulence conditions and the small scale was observed. The low impact of the thermodiffusives instabilities in our conditions was demonstrated. However, the important effect of the turbulence conditions on the flame front characteristics was observed. Moreover, the present results showed the major impact of the Taylor micro scale on the flame front wrinkling for these study experimental conditions

La vitesse de flamme laminaire représente une grandeur physique clé à mesurer car elle permet d'obtenir des données fondamentales sur la réactivité, la diffusivité et l'exothermicité du carburant. Elle est également un des paramètres utilisés pour le développement et la validation des mécanismes réactionnels détaillés ainsi que pour la modélisation de la combustion turbulente. Bien que cette grandeur physique ait fait l'objet de nombreuses études expérimentales depuis plusieurs décennies, sa méconnaissance sur des carburants multi-composant dans des conditions haute-pression et haute-température similaires à celles existantes dans les chambres de combustion reste un sujet d'actualité pour les industriels des secteurs automobile et aéronautique. Au cours de cette thèse, un brûleur de configuration bec Bunsen fonctionnant avec un prémélange gazeux combustible/air a été conçu pour produire une flamme laminaire à pression élevée tout en permettant la mesure par voie optique de la vitesse de flamme laminaire de carburants multi-composant (kérosène, biocarburants de seconde génération...). La mesure est basée sur la détection du contour de flamme par diverses diagnostics optiques comme la chimiluminescence OH*, la PLIF-OH et la PLIF-acétone/aromatique. En premier lieu, les mélanges de carburants purs gazeux (CH4) ou liquide (acétone) avec de l'air ont été étudiés pour valider le brûleur expérimental et la méthodologie de mesure de la vitesse de flamme laminaire par voie optique. Les évolutions de la vitesse de flamme laminaire pour des carburants de type kérosène (composants purs, surrogate LUCHE et Jet A-1) en fonction de la pression, température de préchauffage et richesse ont été ensuite étudiées et comparées avec des simulations numériques utilisant un mécanisme réactionnel détaillé. La dernière partie de la thèse est consacrée à l'étude de l'influence des composés oxygénés présents dans un biocarburant de seconde génération de type d'essence sur la vitesse de flamme laminaire. Après avoir mesuré la vitesse de flamme laminaire de différentes molécules oxygénées, les effets d'addition de ces composés oxygénés dans le carburant ont été quantifiés
Laminar flame speed is one of the key parameters for understanding reactivity, diffusivity and exothermicity of fuels. It is also useful to validate both the kinetic chemical mechanisms as well as turbulent models. Although laminar flame speeds of many types of fuels have been investigated over many decades using various combustion methodologies, accurate measurements of laminar flame speeds of multicomponent liquid fuels in high-pressure and high-temperature conditions similar to the operating conditions encountered in aircraft/automobile combustion engines are still required. In this current study, a high-pressure combustion chamber was specifically developed to measure the laminar flame speed of multicomponent liquid fuels such as kerosene and second generation of biofuels. The architecture of the burner is based on a preheated premixed Bunsen flame burner operated in elevated pressure and temperature conditions. The optical diagnostics used to measure the laminar flame speed are based on the detection of the flame contour by using OH* chemiluminescence, OH- and acetone/aromatic- Planar laser induced fluorescence (PLIF). The laminar flame speed of gaseous CH4/air and acetone/air premixed laminar flames were first measured for validating the experimental setup and the measurement methodologies. Then, the laminar flame speeds of kerosene or surrogate fuels (neat kerosene compounds, LUCHE surrogate kerosene and Jet A-1) were investigated and compared with simulation results using detailed kinetic mechanisms over a large range of conditions including pressure, temperature and equivalence ratio. The last part of the thesis was devoted to study the effect of oxygenated compounds contained in the second generation of biofuels on the laminar flame speeds. After measuring the laminar flame speeds of various oxygenated components present in partially hydro-processed lignocellulosic biomass pyrolysis oils, the effect of these oxygenates on the flame speeds of these fuels were quantitatively investigated

Afin de réduire la consommation spécifique et les émissions de CO₂ des moteurs aéronautiques, les industriels cherchent à augmenter la pression maximale dans le cycle thermodynamique de Brayton. Cette augmentation de pression entraîne un fort impact sur la structure de la flamme (épaisseur, vitesse, cinétique chimique) mais également sur les émissions de polluants, tels que les NOx. Les émissions de NOx peuvent être limitées en adoptant des technologies innovantes comme les chambres de combustion low-NOx. De même, la haute pression dans la chambre impacte également les propriétés radiatives des gaz brûlés, qui sont importantes pour les diagnostics optiques utilisés pour caractériser la flamme. Un nouveau système d’injection de type pauvre prémélangé (LP pour Lean-Premixed) pour brûleurs aéronautiques a été étudié expérimentalement au laboratoire CORIA à Rouen avec des diagnostics optiques avancés. Dans le cadre de ces travaux, des simulations aux grandes échelles de ce système ont été réalisées pour un point de fonctionnement de référence à 8.33bar et 669.3K. L’impact des caractéristiques de l’atomisation sur la flamme est évalué par une étude paramétrique. Une analyse du temps d’évaporation caractéristique et de son influence sur la flamme a été effectuée. Cette étude paramétrique montre que la qualité de l’atomisation influence fortement la topologie de la flamme et la distribution du combustible dans la chambre de combustion. Les résultats numériques sont ensuite comparés aux données expérimentales afin d’apporter des précisions sur la topologie de la flamme. De plus, un modèle à deux niveaux capable de simuler la Fluorescence Induite par Laser (LIF) a été développé. Le but de ce modèle est de pouvoir comparer des images brutes obtenues expérimentalement avec les résultats numériques. À cet effet, l’interaction faisceau laser / gaz brûlés est modélisée pour quantifier les phénomènes d’absorption et de “quenching”, qui sont importants pour obtenir des mesures quantitatives à partir du signal de fluorescence. Avec ce modèle, les simulations permettent d’évaluer les propriétés radiatives des gaz brûlés le long du parcours de la nappe laser
To reduce the specific consumption and CO2 emissions of aircraft engines, manufacturers are seeking to increase the maximum pressure in Brayton’s thermodynamic cycle. This pressure increase has a strong impact on the flame structure (thickness, speed, chemical kinetics) but also on pollutant emissions. High pressure leads to an increase in NOx emissions, which can be reduced by the adoption of low-NOx technologies. It also impacts the radiative properties of the burnt gases. These burnt gases are important since they are used in optical diagnostics to characterize the flame. A new Lean-Premixed (LP) injection system for aeronautical burners was experimentally investigated with advanced optical diagnostics at CORIA laboratory in Rouen. This work aims to perform Large-Eddy Simulations of this injector at a reference operating point at 8.33 bar and669.3K. The spray features impact on the flame is assessed by a specific parametric study. An analysis of the characteristic evaporation time and its influence on the flame is carried out. This parametric study shows that the quality of atomization strongly influences the flame topology and fuel distribution in the combustion chamber. The numerical results are then compared with the experimental data. In addition, a two-level model capable of simulating Laser Induced Fluorescence (LIF) has been developed. The purpose of this model is to be able to compare raw images obtained experimentally with numerical results. To this purpose, the interaction between the laser sheet and the burnt gases is modeled to quantify the absorption and quenching phenomena, which are important to obtain quantitative measurements from a fluorescence signal. With this model, simulations are used to evaluate the radiative properties of the burnt gases along the laser sheet path

La pression, paramètre physique comme la température, est de plus en plus utilisée en cristallogenèse, plus récemment dans le domaine des protéines. La présence du gel d'agarose dans le milieu est d'importance capitale pour la cristallisation. Dans cette thèse, nous avons entrepris le couplage de la pression avec l'utilisation du gel d'agarose. Nous avons réussi à cristalliser deux nouvelles protéines sous pression hydrostatique. La thaumatine (jusqu'à 250 MPa) et le lysozyme de dinde ou TeL (jusqu'à 100 MPa). Le lysozyme de poule ou HeL (jusqu'à 75MPa) sert de modèle, mais sa cristallisation sous l'influence de ces deux paramètres est aussi une première. Dans un premier temps, nous avons abordé l'effet de la pression sur la cristallisation de ces trois protéines en présence du gel d'agarose et avons déterminé certains paramètres physico-chimiques du processus de cristallisation (nombre et taille des cristaux, solubilité, sursaturation et volume de cristallisation). Le couplage du pH avec la pression nous a permis de mieux comprendre ce processus via des diagrammes de phases tridimensionnels. Nous avons ainsi observé que, lorsque la pression augmente, le polymorphisme des cristaux de HeL se situe à des pH plus acides. La pression affecte aussi la cinétique de nucléation et de croissance des cristaux des trois protéines en favorisant généralement leur nucléation et en défavorisant leur croissance. Les paramètres thermodynamiques de cristallisation (enthalpie, entropie, énergie libre) montrent que chaque protéine se comporte différemment, en fonction du milieu de cristallisation et de l'effet de la température sur la solubilité. L'analyse topographique et structurale (qualité cristalline et nombre de molécules d'eau liées à la couche d'hydratation) des cristaux des trois protéines obtenus sous pression montre que ce paramètre joue un rôle majeur en favorisant la croissance des cristaux de bonne qualité suite à la désorganisation et la dissociation des noyaux mal formés. La résolution structurale de la thaumatine à 150 MPa permet de cerner la raison pour laquelle la pression diminue la solubilité par le biais du nombre de molécules d'eau sous pression (233 à 150 MPa contre 282 à 0,1 MPa) diminuant ainsi la solvatation. Enfin une corrélation a été trouvée entre les paramètres physico-chimiques, thermodynamiques et les caractéristiques cristallographiques.

Les traitements thermiques induisent souvent des modifications indésirables dans les aliments qui pourraient être évitées par l'adoption de stratégies de traitement minimum du produit. Parmi ces traitements, les hautes pressions sont une technique déjà commercialisées à petite échelle par l'industrie alimentaire. La combinaison pression/température induit la dénaturation de la beta-lactogiobuline et entraîne la formation d'agrégats composés principalement de beta-lactogiobuline, de kappa-caséine et d'alpha-lactalbumine et minoritairement d'alphas1-caséine. Le traitement diminue l'activité plasminique et induire un déplissement irréversible d'alpha-lactalbumine à pH 7 et une quantité importante se trouve dans la fraction protéose- peptones. Pour assurer la stabilité de la microflore naturelle du lait pendant 21 jours, le lait doit être traité au moins à 400 1 MPa et à des températures relativement extrêmes. Pour éliminer complètement les germes pathogènes et assurer une absence de survie pendant un stockage de 21 jours, un traitement d'au moins 500 MPa et 55°C pendant 5 est nécessaire. Le lait pressurisé présente une odeur, un goût, une couleur et une texture différents du lait pasteurisé et aucune préférence, pour un lait, n'est enregistrée
The thermal treatments induce frequently undesirable modifications in foods that could be avoided by the use of minimum treatment strategies. Among these treatments, high pressures are already commercialized by the alimentary industry. Pressure/temperature combination induced denaturation of beta-lactogiobulin and the formation of aggregates composed principally of beta-lactogiobulin, kappa-casein and of aipha-lactaibumin and of alphas1-casein at a lesser extent. The treatment reduce plasmin activity and induce an irreversible unfolding of alpha-lactaibumin at pH 7. 0 and a significant quantity was recovered in proteose-peptones fraction. To ensure the stability of natural microflora of milk during 21 days, milk must be treated at least 400 MPa and at comparatively extreme temperature. To eliminate completely the studied pathogen bacteria and ensure no surviving during 21 days, a treatment of at least 500 MPa and 55°C for 5 min minimum is necessary. Our results show that pressurized milks present an odor, a taste, a color and a texture different of pasteurized milk. Although different, the jury do not mark preference to any milk tested