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1 - MÉTHODES INTRUSIVES

2 - MÉTHODES NON INTRUSIVES INTÉGRÉES DANS L'ESPACE

3 - ANALYSE DES MESURES PAR INVERSION

4 - MESURE À PARTIR DE L'ÉMISSION DE PARTICULES

5 - NUAGES DE PARTICULES ET FLAMMES CHARGÉES

Article de référence | Réf : R2752 v1

Mesure à partir de l'émission de particules
Mesures de températures dans les gaz et les flammes - Mesures intrusives et mesures optiques intégrées

Auteur(s) : Frédéric GRISCH, Pierre GICQUEL, Philippe HERVÉ

Date de publication : 10 sept. 2009

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Auteur(s)

  • Frédéric GRISCH : Docteur ès sciences physiques - Maître de recherche au département mesures physiques de l'ONERA (Office national d'études et de recherches aérospatiales)

  • Pierre GICQUEL : Ingénieur de recherche - Chef de l'unité mesures optiques et visualisations au département d'énergie fondamentale et appliquée de l'ONERA (Office national d'études et de recherches aérospatiales)

  • Philippe HERVÉ : Professeur à l'université Paris X

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INTRODUCTION

La mesure de la température dans les gaz et les flammes est certainement celle qui, dans le domaine complexe de la métrologie des températures, présente le plus de difficultés.

Les techniques de mesure de température ont fortement évolué ces 30 dernières années. Dans les années 1970-80, les méthodes intrusives à base de sondes étaient encore les plus utilisées, mais ensuite ces techniques ont vu leur emploi diminuer avec l'arrivée de techniques optiques non intrusives à base ou non de lasers. Cette évolution a permis l'exploration et l'analyse de milieux réactifs jusque-là difficilement abordables.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-r2752


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4. Mesure à partir de l'émission de particules

Cette méthode consiste à utiliser les propriétés radiatives des particules qui ensemencent un écoulement. Les particules ont pratiquement la même température que les gaz porteurs. Pour trouver la température de ces particules, plusieurs solutions existent.

  • Solution 1 : comparaison avec l'émission d'un corps noir

    Cette méthode suppose que la densité de particules et l'épaisseur du nuage soient suffisantes pour que le nuage soit totalement absorbant et se comporte comme un corps noir.

    On mesure le spectre de rayonnement continu et on essaye de faire coïncider ce spectre avec l'émission d'un corps noir variant avec la température. Dans ce cas, la sensibilité et la précision sont faibles. C'est le principe illustré par les figures 36 et 37 sur une flamme de charbon pulvérisé.

    La figure 37 montre le rapport de la mesure sur l'émission d'un corps noir. La température de la flamme est donnée par la courbe qui se rapproche le plus de la valeur constante 1. Ici la température est de l'ordre de 1 800 K.

    Cette méthode est assez imprécise. En effet, pour qu'elle soit fiable, il faut connaître l'émissivité des particules pour pouvoir faire l'hypothèse que la flamme émet comme un corps gris. D'autre part, si la flamme émet comme un corps noir, c'est qu'elle est très absorbante. On ne mesurera donc que la température superficielle de cette flamme.

  • Solution 2 : la pyrométrie bichromatique

    L'intérêt de la pyrométrie bichromatique est d'éliminer la surface S apparente des particules, qui est en général inconnue, et de minimiser les effets de la transmission.

    La luminance à deux longueurs d'onde s'exprime avec l'approximation de Wien par :

    et

    ε1, ε2 et τ1, τ2 sont respectivement les émissivités des particules et les transmissions du milieu...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - MOUTET (A.), CRABOL (J.), NADAUD (L.) -   Température des gaz et des flammes  -  Techniques de l'ingénieur, Archives, [R 2 750-4] (6.1974).

  • (2) - MULLIKIN (H.F.) -   Gas temperature measurement and the high velocity thermocouple  -  (Mesure de température des gaz et le pyromètre à aspiration), Reinhold Publication Co, p. 775-804.

  • (3) - GAUTROT (D.) -   Sondes de températures pour écoulement à haute enthalpie  -  Mesures, p. 95-8 (mars 1972).

  • (4) - SURUGUE (J.), MOUTET (A.) -   Experimental method in combustion research  -  (Méthodes de mesures expérimentales dans les recherches en combustion), Section 11 (mesure de la température dans les phénomènes de combustion), Pergamon Press, p. 3-37 (1961).

  • (5) - BONNIER (G.), DEVIN (E.) -   Couples thermoélectriques, caractéristiques et mesures de température  -  Techniques de l'ingénieur, base documentaire Mesures et Contrôle, [R 2 590] (12.1997).

  • ...

1 Supports numériques

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1.1 Base de données

HITRAN high-resolution transmission molecular absorption database version 130 (2008). http://cfa-www.harvard.edu/hitran/

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2 Annuaire

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2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs

Société SEDI

http://www.sedi-fibres.com/

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2.2 Laboratoires – Centres de recherche – Bureaux d'études – Écoles

Laboratoires de l'Institut FEMTO-ST, Département CREST (Caractérisation des rayonnements, écoulements, surfaces et transferts), CNRS UMR 6174. FEMTO-ST (Franche-Comté Électronique Mécanique Thermique et Optique – Sciences et Technologies) Parc technologique, 2, avenue Jean-Moulin, 90000 BELFORT

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