Bruit et modélisation des brûleurs gaz à prémélange partiel

Résumé et principaux résultats

Les brûleurs gaz à induction atmosphérique utilisés dans les chaudières doivent répondre à deux exigences : performances élevées en combustion (hygiène et stabilité de la flamme aux gaz limites), niveau sonore faible.
Le CETIAT travaille sur la modélisation de leur combustion et leur comportement acoustique. Dans ce cadre, le CETIAT a étudié, pour des conditions de fonctionnement similaires (débit calorifique et aération primaire), différentes grilles de combustion.
Il a été procédé à la caractérisation acoustique d'un brûleur équipé de grilles différentes (fentes de 0,5 , 0,65 et 0,8 mm - trous circulaires de 1 mm environ) dans des conditions de fonctionnement similaires (variation de la puissance dans un rapport de 1 à 2 et facteur d'aération primaire comprise entre 0,6 et 0,8), ainsi qu'à la visualisation de flammes. De plus, les flammes ont été modélisées avec l'assistance du code CFD FLUENT.
A conditions de fonctionnement identiques, le niveau sonore varie très sensiblement en fonction de la géométrie de grille. Son augmentation s'accompagne d'un décollement plus important de la flamme.
A géométrie de brûleur donnée, le niveau sonore augmente de façon linéaire avec la vitesse du prémélange air-gaz en sortie de grille. Ainsi il apparaît qu'un brûleur "équilibré" est plus silencieux qu'un brûleur "déséquilibré" (vitesse inhomogène en sortie de grille). Le bruit augmente en fonction du paramètre Qc x Sl^0,2 x V^-0,2. La loi d'évolution obtenue est de type linéaire et couvre toutes les configurations expérimentales.
Par ailleurs, les calculs de flammes montrent une bonne adéquation avec les visualisations des cas expérimentaux traités.