Stabilisation et analyse par spectrométrie de masse des flammes unidimensionnelles CH₂O/O₂ à basse pression

Université Catholique de Louvain, Laboratoire de Physico-Chimie de la Combustion, B-.1348 Louvain-la-Neuve, Belgique.

Résumé

Afin de déterminer le mécanisme intime qui régit l’oxydation du formaldéhyde à haute température, on a mis en oeuvre et analysé plusieurs flammes prémélangées contenant le formaldéhyde comme combustible initial. L’analyse cinétique procède par la mesure des concentrations des différentes espèces à travers tout le front de flamme. La technique d’échantillonnage par faisceau moléculaire couplée à la spectrométrie de masse a permis de déterminer les concentrations molaires des espèces stables et labiles dans quatre flammes dont les compositions sont définies ci-après :

Flamme I (pauvre) : CH₂O (21 %)/O₂ (79 %) (P = 40 Torr)

Flamme II (stoechiométrique) : CH₂O (22,5 %)/O₂ (22,5 %)/Ar (55 %) (P = 40 Torr)

Flamme III (H₂ ensemencée de CH₂O) : H2 (12 %)/CH₂O (6 %)/O₂ (82 %) (P = 30 Torr)

Flamme IV (pauvre) : CH₂O (18 %)/O₂ (82 %) (P = 22,5 Torr)

Abstract

Four different premixed flames containing formaldehyde as fuel, burning at several equivalence ratio (ϕ), stabilized at low pressure have been investigated experimentally using a molecular beam sampling coupled with a mass spectrometer.

The composition of the fresh gases mixtures is as follows :

Flame I (ϕ = 0.26) : CH₂O (21 %) ; O₂ (79 %) (P = 40 Torr)

Flame 11 (ϕ = 1.00) : CH₂O (22,5 %) ; O₂ (22,5 %)/Ar (55 %) (P = 40 Torr)

Flame III (ϕ = 0.15) : CH₂O (6 %) ; H₂(12 %) ; O₂ (82 %) (P = 30 Torr)

Flame IV (ϕ = 0.22) : CH₂O (18 %) ; O₂ (82 %) (P = 22.5 Torr)

Mole fraction profiles of stable species as well as radicals and atoms have been determined. The mole fluxes of these individual species are deduced and some qualitative description of the combustion mechanism are presented. The role of decomposition reactions is discussed in connection with the “pool flux” concept.