DETERMINATION DE PARAMETRES CINETIQUES ET MODELISATION DES DETONATIONS EN PHASE GAZEUSE

Résumé
Des corrélations entre la cinétique et la structure des détonations en phase gazeuse ont été établies pour de petites molécules très énergétiques et instables telles que HN₃, N₃Cl, ClO₂. L'étude cinétique et la détermination des paramètres dynamiques de la détonation ont été effectuées par la méthode du tube à choc. Ces tubes sont couplés à différentes techniques d'analyse : spectrométrie de masse à temps de vol, ombroscopie laser spectrométrie d'absorption et d'émission. Des relations sont proposées pour relier de façon simple la période d'induction à la température, pression et dilution du réactif dans un bain d'argon. La structure des détonations initiées en contrôlant la force du choc a été étudiée par la méthode des traces enregistrées sur une paroi enduite de suie. Le modèle approché de Zeldovich - von Neumann - Doring a été utilisé pour déterminer l' état des gaz derrière le choc conducteur et calculer une période d'induction moyenne dans l'onde de détonation. Les relations établies entre la largeur des cellules et la moyenne d'induction sont comparées à celles obtenues avec d'autres systèmes. Pour les systèmes considérés, le temps de relaxation vibrationnelle est court devant la période d'induction à la réaction explosive. L'absence de prise en compte des processus de relaxation vibrationnelle pour modéliser la structure approchée des détonations en phase gazeuse semble ainsi justifiée.

Abstract
Correlations between chemical kinetics and the structure of gaseous detonations have been attempted for small energetic molecules such as HN₃, N₃Cl and ClO₂. The shock tube method coupled with various analysis techniques (eg. time-of-flight mass spectrometer, laser schlieren, absorption or emission spectroscopy) were used to investigate both chemical kinetics and dynamic parameters of gaseous detonations. A simple relation was developed to predict the dependence of the induction period of the explosive reaction on pressure, temperature and argon dilution. The structure of the detonation initiated by controlling the shock strength has been studied from smoked foi1 records. The Zeldovichvon Neumann-Döring mode1 was used to determine the gaseous state behind the leading shock wave and to calculate the mean induction period. The correlations between cell size and induction period, deduced from the present experiments, were compared with those obtained for other mixtures. In general, the vibrational relaxation time is found to be short compared to the induction period. Therefore, vibrational relaxation process may be neglicted in the modeling the approximative structure of the studied gaseous detonation waves.