Simulation numérique de la stabilisation d’une flamme turbulente de méthane en régime pauvre par ajout d’hydrogène

Abstract

Pour minimiser les émissions nocives et les imbrûlés issues de la combustion, on utilise un excédent d’air. Dans ce mode de combustion dit pauvre, on consomme théoriquement tout le combustible, ce qui nous donne une combustion complète et moins d’imbrûlés [1-3]. Ce régime de combustion favorise l’apparition des instabilités [4-6], par exemple, le flash back, le lift et même l’extinction de la flamme. Afin de résoudre ce problème, on utilise l’hydrogène qui est un combustible propre et qui a un grand pouvoir calorifique [7-9]. L’ajout de l’hydrogène aux combustibles avec des proportions bien déterminées augmente la réactivité du mélange et tend à stabiliser la flamme. Ce travail de simulation numérique complète les travaux expérimentaux de T. Lachaux [10] et F. Halter [11], où on ajoute l’hydrogène au méthane dans une combustion turbulente pré mélangée pauvre. On a trouvé que l’ajout d’une proportion de 10 % en volume d’hydrogène ne changerait pas les caractéristiques de la flamme. Cela veut dire qu’on peut remplacer 10 % du méthane par de l’hydrogène sans faire recours aux changements dans l’installation. De cette façon, on peut faire des économies sur le combustible, si l’hydrogène utilisé est d’origine renouvelable, et minimiser les émissions nocives.