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Etude de la combustion HCCI du GNC enrichi à l’hydrogène à l’aide de Chemkin-Pro

T. Ouksel, A. Chelghoum and A. Mameri

Département de Génie Mécanique, Faculté des Sciences et Sciences Appliquées, Université Larbi Ben M’hidi, B.P. 358, 04000, Oum El Bouaghi, Algérie.

Abstract

The main purpose of this research is to study the effects of the hydrogen addition on some thermo chemical characteristics of the combustion of CNG type (Compressed Natural Gas) that is based on CH4 methane in a heat engine. In order to ensure a good ratio between power and consumption and to meet the demands of environmentalists, we present in this work new research perspectives on a new combustion mode that eliminates part of post-processing systems for gas exhaust which becomes very complex and too expensive. The latter is known as ’HCCI’, (Homogeneous Charge Compression Ignition). The new combustion concepts should reduce nocuous emissions at source. Poor homogeneous combustion is one of the solutions that meet these requirements. To do this, the Chemkin-Pro code [1] has been used to monitor changes respectively of temperature, pressure and emissions for various amounts of added hydrogen. This study showed that adding hydrogen to compressed natural gas is an interesting alternative. It leads to a decrease in time of ignition that is to say an increase in reactivity and a decrease in polluting emissions (exclusively monoxide of nitrogen NO and dioxide of carbon CO2).

Résumé

L’objectif principal de ce travail de recherche était d’étudier les effets de l’addition de l’hydrogène H2 sur quelques caractéristiques thermochimiques de la combustion du GNC (Gaz Naturel Comprimé) à base de méthane CH4 dans un moteur thermique. Afin d’assurer un bon rapport puissance ∕ consommation et pour répondre aux aveux des écologistes, on présente dans le présent travail une nouvelle piste de recherche sur un nouveau mode de combustion qui permet de s’affranchir en partie des systèmes de post-traitement des gaz d’échappement devenus très complexes et trop coûteux. Ce mode de combustion connu sous le nom ’HCCI’, (Homogeneous Charge Compression Ignition). Les nouveaux concepts de combustion doivent permettre de réduire à la source les émissions polluantes. La combustion homogène pauvre est l’une des solutions qui répond à ces exigences. Pour ce faire, nous avons utilisé le code de simulation Chemkin-Pro [1] pour suivre les évolutions de la température, de la pression et des émissions polluantes pour différentes quantités d’hydrogène ajouté. Cette étude a montré que l’ajout d’hydrogène au GNC est une alternative assez intéressante. Elle conduit à une diminution des délais d’inflammation, c’est-à-dire une augmentation de la réactivité et une diminution des émissions polluantes (exclusivement le NO et le CO2).

Keywords

Mode de combustion HCCI–GazNaturel Comprimé - Modèle Multi-zone - Enrichissement par de l’hydrogène - Chemkin-Pro.

Etude de la combustion HCCI du GNC enrichi à l’hydrogène à l’aide de Chemkin-Pro
Texte intégral

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