Measurement of soot volume fraction and gaseous species concentrations in premixed N-heptane and iso-octane flames

Abstract

Ce travail a pour objectif de comparer l'evolution de la fraction volumique de suie et des precurseurs gazeux des suies dans des flammes de n-heptane et d'iso-octane. La mesure de ces deux grandeurs a ete effectuee dans des flammes laminaires de premelange stabilisees sur un bruleur a flamme plate, a la pression atmospherique. La fraction volumique des suies est deduite de la mesure de l'absorption d'un faisceau laser de longueur d'onde 670 nm (laser helium-neon). Les profils de concentration des especes gazeuses ont ete mesures par chromatographie en phase gazeuse, sur des echantillons preleves localement par une micro-sonde de quartz. Les especes analysees (benzene, acetylene, allene, propyne, vinylacetylene) presentent un maximum de concentration situe en amont de la zone de formation des suies. Des analyses complementaires ont aussi ete effectuees dans la zone de formation des suies. L'ensemble de cette etude a ete realisee dans un large domaine de richesses : 1,5 a 2,24 pour le n-heptane et 1,5 a 2,16 pour l'iso-octane. Les resultats font apparaitre une forte correlation entre la fraction volumique des suies et la concentration de l'acetylene. Par contre, pour une meme richesse, les flammes de ces deux hydrocarbures produisent des concentrations de suie tres voisines, bien que la concentration maximum du benzene soit trec differente.