Compositions Chimiques et Propriétés Thermodynamiques à l’ETL des Plasmas à Haute Pression

Abstract

International audienceL’étude des phénomènes physico-chimiques se produisant dans un moteur, lors de l’allumage d’un mélange stœchiométrique d’air et de méthane, nécessitent la connaissance préalable de la densité des espèces. A défaut certains auteurs utilisent les propriétés de l’air pur en supposant que la faible proportion du méthane n’a que peu d’influence [1-2]. Afin de compenser ce manque de données, notamment pour la mise en place des modèles et d’établir un état initial lors de l’étude de cinétique chimique [3-4], un code de calcul de composition et de propriétés thermodynamiques pour des gaz purs et mélanges de gaz, basé sur la loi d’action de masse a été développé. Le calcul est réalisé à l’équilibre thermodynamique pour des pressions de 1 bars <P< 300 bars et une gamme de température de 300 K<T<50 kK. La correction du Viriel est introduite pour assimiler le gaz au comportement d’un fluide réel. Pour différents gaz à P=1 bar, nous présenterons la confrontation des résultats du code avec des travaux de la littérature [3-4-5]. Une comparaison des propriétés thermodynamiques entre l’air et le méthane sera réalisée notamment sur la chaleur spécifique. A haute pression, les résultats montrent qu’il est indispensable de prendre en compte la correction du Viriel. Nous illustrerons la nécessité d’incorporer l’effet du Viriel dans le cas de l’hexafluorure de soufre [6] utilisé dans les disjoncteurs à haute tension. L’effet se fait ressentir notamment sur la densité de masse ou une différence d’environ 80% par rapport aux mesures expérimentales peut être trouvée s’il n’est pas considéré. La prédiction des effets convectifs par les modèles s’en trouve alors erronée

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