Validation du modèle de formation des suies dans la flamme de premelange partiel d’éthylene et d’air en courants parallèlesWei ZHANG                          11 Sept 20081
Laboratoire de biofuel combustion4 missions2
Objectif du groupe Développer le modèle de formation de la suie agrégation, basant sur le détail Chimie et physique fondamental. (CFD)Validation le modèle avec les donnés expérimental 3
Déroulement du stage 4
Motivation pour suieSuie particule?Chaque agrégation contient nano- particuleLe modèle qui prévoit la suie agrégation nanostructure et la taille distribution  est utilisable pour Evaluation les propriétés de la suie particule (Santé, propriété d’Optique, etc )Conception des dispositifs pour enlever la suie Compréhension la mécanisme de la formation de la suie agrégation 5Soot particles under TEMMegaridis et al. (1988)TEM; Microscopie électronique en transmission
Ethylène méthane Un produit intermédiaire dans le processus d’oxydation de grand hydrocarbure. Prototype6
Le brûleur de courant parellèle7
Chromatographie de gaz8
Méthodologie 9
Le processus 10
la condition de la flamme11z (cm)r (cm)AirAirFuelrayon intérieur: 0.555 cmépaisseur: 0.080 cmRayon: 5.10 cm Débit du Fuel: 220 cm3/min Débit de l’air: 7.3 cm3/min Pression: 1 barThe non-smoking laminar axisymmetric coflow C2H4/air diffusion flame of Santoro et al. (1983)
le modèle fluidique et le modèle de la radiationz (cm)Équation de continuité Equation de MomentumEquation des espèse chimiquesEquation énergétiquer (cm)AirAirFuelLes equationsRadiation model:Method to solve RTE: Discrete-ordinates method (DOM)Absorption coefficients of H2O, CO2, and CO:Statistical narrow-band correlated-k (SNBCK) based band modelThe non-smoking laminar axisymmetriccoflow C2H4/air diffusion flame of Santoro et al. (1983)Liu et al. (2004)12
Méthode numérique 13SD16SD15... … …2SDSD1SD: sub-domainZhang et al. (2008)‘’Finite volume method Pressure correction algorithm (i.e., SIMPLE algorithm)Staggered gridNon-uniform mesh:   Computational domain:  20 cm (z) × 5.1 cm (r)   Control volume:  66 (z) × 84 (r)Domain decomposition method with Message Passing Interface (MPI) programming’’... … …
Procédure numérique  14TDMA : une méthode pour résoudre le Matrice tri diagonale
Les 6 cas - Le ratio équivalence premier (φ) 15
Les résultats Idéal? 16
Le température 17
Acétylène18
Méthane19
Formaldéhyde20
C4 hydrocarbonés 21
Les mineures – Propadiène/ Propyne22
Benzène 23
Les produits chimie 24
ConclusionLes expérimentes Le modèle numérique L’avenir 25
Merci26

Final Project in U of T

  • 1.
    Validation du modèlede formation des suies dans la flamme de premelange partiel d’éthylene et d’air en courants parallèlesWei ZHANG 11 Sept 20081
  • 2.
    Laboratoire de biofuelcombustion4 missions2
  • 3.
    Objectif du groupeDévelopper le modèle de formation de la suie agrégation, basant sur le détail Chimie et physique fondamental. (CFD)Validation le modèle avec les donnés expérimental 3
  • 4.
  • 5.
    Motivation pour suieSuieparticule?Chaque agrégation contient nano- particuleLe modèle qui prévoit la suie agrégation nanostructure et la taille distribution est utilisable pour Evaluation les propriétés de la suie particule (Santé, propriété d’Optique, etc )Conception des dispositifs pour enlever la suie Compréhension la mécanisme de la formation de la suie agrégation 5Soot particles under TEMMegaridis et al. (1988)TEM; Microscopie électronique en transmission
  • 6.
    Ethylène méthane Unproduit intermédiaire dans le processus d’oxydation de grand hydrocarbure. Prototype6
  • 7.
    Le brûleur decourant parellèle7
  • 8.
  • 9.
  • 10.
  • 11.
    la condition dela flamme11z (cm)r (cm)AirAirFuelrayon intérieur: 0.555 cmépaisseur: 0.080 cmRayon: 5.10 cm Débit du Fuel: 220 cm3/min Débit de l’air: 7.3 cm3/min Pression: 1 barThe non-smoking laminar axisymmetric coflow C2H4/air diffusion flame of Santoro et al. (1983)
  • 12.
    le modèle fluidiqueet le modèle de la radiationz (cm)Équation de continuité Equation de MomentumEquation des espèse chimiquesEquation énergétiquer (cm)AirAirFuelLes equationsRadiation model:Method to solve RTE: Discrete-ordinates method (DOM)Absorption coefficients of H2O, CO2, and CO:Statistical narrow-band correlated-k (SNBCK) based band modelThe non-smoking laminar axisymmetriccoflow C2H4/air diffusion flame of Santoro et al. (1983)Liu et al. (2004)12
  • 13.
    Méthode numérique 13SD16SD15...… …2SDSD1SD: sub-domainZhang et al. (2008)‘’Finite volume method Pressure correction algorithm (i.e., SIMPLE algorithm)Staggered gridNon-uniform mesh: Computational domain: 20 cm (z) × 5.1 cm (r) Control volume: 66 (z) × 84 (r)Domain decomposition method with Message Passing Interface (MPI) programming’’... … …
  • 14.
    Procédure numérique 14TDMA : une méthode pour résoudre le Matrice tri diagonale
  • 15.
    Les 6 cas- Le ratio équivalence premier (φ) 15
  • 16.
  • 17.
  • 18.
  • 19.
  • 20.
  • 21.
  • 22.
    Les mineures –Propadiène/ Propyne22
  • 23.
  • 24.
  • 25.
    ConclusionLes expérimentes Lemodèle numérique L’avenir 25
  • 26.

Notes de l'éditeur

  • #2 Validation du modèle de formation des suies dans la flamme de pré-mélange partiel d’éthylène et d’air en courants parallèles
  • #3 Biofuel CombustionAdvancing the development of new fuels from biomass feedstocks:Combustion Generated ParticulatesAdvancing our understanding of the formation and oxidation of combustion generated particlesOptical Gas Sensors for Industrial FurnacesConserving energy and reducing pollutant emissions through process controlEngine ModelsThe understanding and modeling of engine combustion processes
  • #5 Ledoid’accès à distance
  • #6 Le modèle qui prévoit la suie agrégation nanostructure et taille distribution est utilisable pour Evaluation les propriétés de la suie particule (Santé, propriété d’Optique, etc )Conception des dispositifs pour enlever la suie Compréhension la mécanisme de la formation de la suie agrégation
  • #11 Le validation de modèle numérique est un étape nécessaire dans la recherche laboratoire.
  • #15 Résoudre l’Equation axial de la quantité de la mouvement par TDMARésoudre l’Equation radial de la quantité de la mouvement par TDMA
  • #16 primaryequivalence ration (φ) Le ratio équivalence premier
  • #26 La prochaine fois, on va ajouter 100K à la température initiale. Et le courbe montrera vers le courbe expérimental.Un seul problème est le temps; normalement un calcul consomme deux semaine, et deux ou trois fois pour un essai. Approfondir les connaissances sur le chimie et physique. Améliorer le méthode expérimentale et instruments.
  • #27 Dans le cadre de renseignement supérieur à l’INSA, j’approfondis les connaissances scientifiques et industrielles et je profite les expériences professionnelles en France, Suisse et au Canada. J’adresse mes remercienotamment à Madame Sandrine. C’est vous m’aide toutefois.