Detonation diffraction study in C2H2/O2 stoechiometric mixtures diluted with argon

Etude de la diffraction de la détonation des mélanges C2H2/O2 stoechiometriques dilues par l'argon

V. Guilly (1)

1 LCD - Laboratoire de combustion et de détonique

The detonability of reactive mixtures can be assessed by the critical tube diameter dc of detonation diffraction from a tube to free space. dc correlates with the detonation cell size (a) through dc = kc a, where kc=13 for fuel-O2 mixtures. With the aim of explaining kc increase with monoatomic inert gas dilution, an experimental and numerical study of detonation diffraction has been conducted in C2H2+2,5O2+z Ar (0 inf ou egal à z inf ou egal à 15) mixtures, through cones of opening angles ranging from 10 to 180. Computations conducted with a reduced scheme for chemical kinetics have revealed that inert dilution contributes to delay part of the chemical energy release. A reduced 2-step model for energy release has been developed and implemented in a 2D gasdynamic code. The satisfactory agreement between experimental and numerical results reveals the fundamental role played by the heat release law on stationary and transient detonation processes.

La détonabilité d'un mélange réactif peut être évaluée par la mesure du diamètre critique de diffraction dc de la détonation d'un tube l'espace libre. dc est relié la largeur de la cellule de détonation (a) par dc = kca, ou kc = 13 pour les mélanges combustible-O2. dans le but d'expliquer l'augmentation de kc avec la dilution du mélange par un gaz inerte, une étude expérimentale et numérique a été menée sur la diffraction de la détonation du mélange C2H2+2,5O2+z Ar (0 inf ou égal à z inf ou égal à 15) dans des cônes d'ouverture comprise entre 10 et 180. L'utilisation d'un schéma détaillé de cinétique chimique a montré que diluer un mélange réactif avec un inerte contribue à retarder la libération d'une partie de l'énergie chimique. Un modèle de cinétique réduit en 2 étapes a été développé et utilisé dans des simulations2D. L'accord entre les résultats expérimentaux et numériques révèle le rôle fondamental de la loi de libération de l'énergie chimique dans les processus stationnaire et transitoire des détonations.

Mots clés: detonation; diffraction; stucture cellulaire

Domaines: Matériaux; Physique [physics]

V. Guilly. Etude de la diffraction de la détonation des mélanges C2H2/O2 stoechiometriques dilues par l'argon. Matériaux. Université de Poitiers, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00292520⟩