Tomographie à très haute cadence de flammes turbulentes swirlées au moyen du dioxyde d'étain

Cet article explore la tomographie de flamme, basee sur un ensemencement de l’ecoulement au moyen de traceurs. Cette methode assez classique permet d’identifier avec un materiel relativement limite le front d’une flamme premelangee sous la forme de coupes planes avec une bonne resolution spatiale et temporelle.Cependant, la tomographie de flamme est souvent limitee par les traceurs utilises.Il en est ainsi notamment des gouttelettes d’huiles caracterisees par une faible temperature de vaporisation, rendant leur utilisation malaisee dans les flammes avec prechauffage ou dans les ecoulements qui impliquent une recirculation de gaz brules. On s’interesse ici a l’utilisation de dioxyde d’etain (SnO2) comme traceur pour la tomographie de flamme a haute cadence de prises de vue. Ce traceur ne modifie pas l’aspect de la flamme, dans laquelle il se sublime. Neanmoins, sa temperature de sublimation n’est pas connue avec precision (1350◦C< Tsub<1900◦C dans la litterature) et ses proprietes thermophysiques a haute temperature, notamment celles correspondant a des temperatures superieures a son point de fusion n’ont pas ete caracterisees de facon systematique. Une premiere experience est conduite dans cet article afin de determiner plus finement l’isotherme marquee par la disparition des particules d’oxyde d’etain dans une flamme. Des flammes a point d’arret laminaires premelangees methane-air a differentes richesses sont ensemencees avec ce traceur. La position de la flamme est obtenue par chimiluminescence, et cette position combinee avec les images obtenues par diffusion de lumiere d’une nappe laser sur les particules. On peut ainsi determiner la temperature a laquelle les particules sont sublimees. Cette technique d’imagerie est en-suite appliquee a une flamme turbulente swirlee diphasique sur le bruleur SICCA-Spray du laboratoire EM2C. La dynamique des zones de recirculation, ainsi que des tourbillons en precession peut ainsi etre analysee avec precision montrant ainsi que l’oxyde d’etain peut etre utilise comme traceur dans des configurations ou des gouttelettes d’huile rapidement vaporisees ne pourraient donner les informations souhaitees sur la dynamique de la flamme.