Simulations de l’émission de lumière OH* des flammes H2/air dans des brûleurs réels – TOHREAU

TOHREAU traite du problème de la simulation de flammes H2/air stabilisées dans des brûleurs réels, c’est-à-dire avec une géométrie complexe et dans des conditions proches de l’application, pour préparer la rupture de technologie visant à remplacer les hydrocarbures par de l’hydrogène et optimiser ces brûleurs pour ce nouveau combustible. Les flammes H2/air sont à peine visibles à l'œil nu, mais le radical OH* est abondant avec une grande intensité d'émission dans l’UV, qui peut être détectée par de nombreux capteurs industriels. Le projet vise à valider un cadre pour la simulation du signal lumineux OH* émis par les flammes H2/air avec des outils de simulation 3D des écoulements (CFD). Pour ce faire, une description squelettique de la cinétique de combustion H2/air qui inclut l'espèce OH* sera réalisée. Les simulations seront confrontées à des mesures réalisées dans différents montages expérimentaux cibles de complexité croissante qui reproduisent les principales caractéristiques de brûleurs industriels. Les cas étudiés comprennent un ensemble d'archétypes géométriques de flammes utilisées pour la production de chaleur et de puissance dans des foyers domestiques et industriels. Ils comprennent des flammes laminaires et turbulentes, des systèmes à alimentation prémélangée et non-prémélangée, qui fonctionnent à pression ambiante et à haute pression et dans lesquels les réactifs sont éventuellement préchauffés. Des comparaisons systématiques seront menées entre les simulations de ces écoulements et les mesures pour le champ de vitesse et la structure de la flamme permettant d’aboutir à une méthodologie robuste pour prédire la luminosité OH* des flammes H2/air et ouvrir la voie à l'optimisation de la conception de brûleur H2/air basée sur la CFD.