LE CHALUMEAU OXYACETYLENIQUE
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VIOLENCE DES REFLUX EXPLOSIFS
130/0103

1. RECHERCHE DES CONDITIONS LIMITES

Etude concernant l'influence de la longueur de la canalisation (volume explosif mis en oeuvre), de la composition et de la pression du mélange gazeux (acétylène + oxygène) sur la violence de l'explosion, voir schéma 1301 (spectre temporel de l'onde de pression).

Pour le mélange oxyacétylénique, la violence des explosions a été simulée et étudiée en faisant varier les paramètres suivants :
                • la longueur "L" de la canalisation d'essai :
                  • de 5 à 6 mètres, par paliers successifs de 0,5 m
                • la concentration du mélange :
                  • mélange normal (oxygène/acétylène, rapport de combustion "r" = 1/1).
                  • mélange stoechiométrique (oxygène/acétylène, rapport de combustion "r" = 1/2,5).
                • la pression initiale du mélange :
                  • de la pression atmosphérique, à 1,5 bars.


    Dans le mélange oxyacétylénique, les enregistrements présentent de fortes sollicitation d'onde de pression ~ de 100 à 600 bars (schéma 1301).

L'intensité de l'onde de choc (ou violence de la déflagration) diminue lorsque la longueur de la canalisation (longueur comprise entre le chalumeau soudeur et le dispositif de sécurité) de 5 m, est augmentée jusqu'à 6 m, et que le mélange soit normal (rapport de combustion "r" = 1/1) ou stoechiométrique (correspondant à une réaction chimique complète sans excès d'oxygène , rapportde combustion "r" = 1/2,5) ; dans le cas du mélange normal, la diminution, qui peut atteindre 70% est plus importante si la pression initiale est égale à la pression atmosphérique ; dans le cas d'un mélange stoechiométrique, la diminution peut atteindre 90%.

En outre l'onde de choc de l'explosion d'un mélange normal est plus intense que celle d'un mélange stoechiométrique, cette différence est importante (rapport > à 3) pour une pression initiale absolue inférieure ou égale à 1,3 bars et devient négligeable ou nulle pour une pression initiale égale à 2,5 bars. Les vitesses de propagation de l'onde de choc dépendent surtout de la composition du mélange, mais elles sont pratiquement indépendantes de la pression initiale d'alimentation.


Le schéma
1302, (synoptique d'essai "recherche des conditions limites") représente un type de montage d'essai utilisé pour la recherche des conditions limites que doivent supporter les intercepteurs en service, toutefois pour mesurer les contraintes, ceux-ci ont été remplacés par un dispositif piézo-électrique raccordé à un amplificateur et un oscilloscope à mémoire.

Il faut retenir, que lorsque une explosion se produit, elle atteint toujours un régime détonnant caractérisé par :

    • une onde de choc (de quelques centaines de bars).
      • un pic de pression (de quelques dizaines de bars).
        • ... et une vitesse de propagation de la flamme supérieure à 1500 m/s (cas de l'acétylène)...

Il est reconnu que la violence des explosions est d'autant plus faible que :

              • les pressions d'alimentation en gaz,

                • les volumes du mélange inflammable,

                  • la vitesse de déflagration,

                    • la température de la flamme,

                      • ... et la puissance calorifique spécifique ...

                       

                      sont moins élevés ...