Simulations

Première étape : Initialisation et modélisation du lit d'olivine

L'initialisation du lit d'olivine se fait de la même manière que dans le cas 2D. se fait dans le script unisiv.F.

La modélisation du lit dense se fait sur une durée de 10 secondes. Pour ce faire, on impose un débit nul d'air et de char en sortie de l'injecteur après avoir initialisé le lit d'olivine comme défini dans la partie $\href{http://hmf.enseeiht.fr/travaux/bei/beiep/content/g12/conditions-initiales}{\textbf{Conditions initiales}}$.

La simulation est lancée en effectuant les enregistrements toutes les 0.2 secondes.

Une vidéo est réalisée avec 5 images/seconde afin de visualiser l'établissement du lit :

 

 

Deuxième étape : Injection du char

Le char est injecté par l'intermédiaire d'une canne d'injection de 55 cm de long qui injecte le char et de l'air à une hauteur de 25 cm. Le char est donc injecté à l'intérieur du lit d'olivine.

L'extrémité de la canne d'injection est à la fois une condition d'entrée pour le char mais également pour l'air. Il a donc fallu régler deux débits pour cette condition limite.

La masse de char injectée lors de l'expérience était de 2, 5 ou 10 g . Le temps d'injection est estimé à 1 seconde. Le tableau récapitulatif de la corrélation entre débit de char et débit d'air se trouve dans la partie $\href{http://hmf.enseeiht.fr/travaux/bei/beiep/content/g12/initialisation}{\textbf{Initialisation du cas 2D}}$.

 

On observe l'injection du char dans le combusteur. L'étude de l'évolution de la masse de char au cours de l'injection permet de vérifier que les 10g sont bien injectées pendant la seconde d'injection.

 

Troisième étape : Combustion du char en lit dense

Le char est maintenant injecté dans le lit fluidisé : la réaction de combustion peut commencer. D'après les expériences réalisées au LGC cette réaction se déroule sur une durée d'environ 8 minutes. Cependant, les simulations effectuées avec un maillage en 3 dimensions sont extrêmement lourdes. Nous n'avons donc pu lancer qu'une simulation de 10 secondes pendant 48h physiques. La vidéo ci-dessous présente l'évolution de la fraction massique de $CO_2$ sur les 9 secondes qui suivent l'injection de char :

Le pourcentage maximal de dioxyde de carbone créé est de 68 % environ. On observe la même forme de dégagement gazeux que dans le cas 2D.

Nos calculs sont trop courts pour pouvoir en exploiter les résultats et les comparer avec les résultats expérimentaux (qui s'étalent sur une durée d'environ 500 secondes !).