Flamme (combustion)

Cet article concerne le phénomène lumineux de flamme produit par l’incandescence des gaz lors de la combustion. Pour d’autres utilisations, voir Flamme (homonymie).
Appel
Concept: Est défini comme le milieu gazeux dans lequel les réactions de combustion ont lieu; c’est là que le combustible et le comburant sont mélangés et en réaction.

Appelle. c’est un phénomène lumineux produit par l’incandescence des gaz lors de la combustion.

Pour que la flamme démarre et reste stable, le front de flamme doit être stabilisé. Pour ce faire, la vitesse d’échappement des gaz et de propagation des flammes doit être coordonnée avec l’entrée du comburant (air) et du carburant. Le front de flamme marque la séparation entre le gaz brûlé et le gaz imbrûlé. C’est là que se produisent les principales réactions d’oxydation. L’épaisseur du front de flamme peut aller de moins de 1 mm pour occuper complètement la chambre de combustion. La propagation de la flamme est le mouvement de la flamme à travers la masse de gaz. Cette propagation s’effectue sur le front de flamme si la combustion s’effectue avec suffisamment d’oxygène, est complète. La flamme produite dans ce cas a peu de puissance d’éclairage, elle est donc connue sous le nom de flamme d’oxydation ou flamme oxydante, et l’excès d’oxygène est suffisamment élevé pour oxyder les métaux.En cas de manque d’oxygène, la combustion est incomplète et la température atteinte est plus basse; dans cette flamme, les oxydes de certains métaux sont réduits; la flamme produite a une luminosité caractéristique due à l’incandescence du charbon qui ne brûle pas par manque d’oxygène. Cette flamme est connue sous le nom de flamme de réduction.

Structure de flamme

Structure de flamme

Dans les flammes non lumineuses, il y a trois zones clairement définies comme on le voit sur la figure:

  • Zone froide interne ou interne, correspond aux gaz qui ne brûlent pas, donc sa température est basse.
  • Zone intermédiaire ou zone de réduction, est un mélange intermédiaire dans lequel la combustion est incomplète et dans lequel les oxydes métalliques sont réduits. La zone de réduction est généralement limitée à une simple enveloppe du cône interne.
  • Zone externe ou d’oxydation, qui est la partie la plus externe de la flamme et enveloppe les deux précédentes; en raison de l’abondance d’oxygène, il y a une combustion complète et la température est plus élevée. Le point le plus chaud de la flamme est situé à l’intérieur de cette zone.

Forme, couleur et température de la flamme

La forme d’une flamme dépend du milieu technique qui prépare le combustible / comburant; c’est-à-dire qu’elle dépend du brûleur utilisé, car il est en charge de la pulvérisation et de la distribution du combustible. Si la combustion est bonne, la flamme ne sera pas opaque, noirâtre,… La couleur noire sera donnée par le non chargé. La température que la flamme atteindra dépendra de:

1. Composition et pourcentage d’oxydant.

2. Vitesse de combustion globale. Cela dépend de:

  • Réactivité du carburant.
  • Forme et efficacité du système de combustion.
  • Température initiale du réactif.

Dans les brûleurs à combustible liquide actuels, les proportions de combustibles et d’air sont régulées pour obtenir des flammes de haut pouvoir calorifique, à la suite d’une combustion complète, on compterait les flammes lumineuses produites dans certains brûleurs par l’influence de l’oxygène.

Classification des flammes

Les flammes sont classées en 3 groupes selon les paramètres d’un combustible liquide:

a. Mélange de combustible oxydant.

b. Vitesse du mélange de carburant.

c. Position de la flamme par rapport à l’embouchure du brûleur.

a. Mélange de combustible comburant.

1) Flamme de prémélange : Le mélange des deux fluides est partiellement ou totalement effectué avant d’atteindre la chambre de combustion.

2) Flamme de diffusion: (pas de mélange préalable) Le carburant et le comburant sont mélangés au moment de la combustion.

b. Vitesse du mélange de carburant.

1) Laminaire: Les phénomènes de mélange et de transport se produisent à basse température.

2) Turbulent: Les vitesses du mélange Air/carburant sont élevées. Le mélange vaporisé sort généralement en sifflant et sous la forme d’un tourbillon.

c. Position de la flamme par rapport à l’embouchure du brûleur.

1) Flamme stationnaire: Le carburant brûle progressivement lorsqu’il traverse une certaine partie du système. C’est le type de flamme idéal d’un point de vue industriel.

2) Flamme explosive libre : C’est celle qui bouge.

Voir aussi

Combustion

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