Le marquage ionique en debitmetrie-masse des ecoulements gazeux stationnaires et pulsatoires

par CHRISTIAN CAROL

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de J.-P. L'HUILLIER.

Soutenue en 1991

à Paris. ENSAM .

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  • Résumé

    Cette contribution a l'etude theorique et experimentale de l'ensemencement d'un ecoulement gazeux par des particules ionisees, debouche sur un nouveau concept en debitmetrie. Une reflexion sur la topographie des decharges electriques autonomes generees par effet de pointe, nous a conduit a selectionner une source d'ionisation qui distribue dans une cellule annulaire un faisceau d'ions calibre. La reconnaissance de forme et l'identification des caracteristiques electriques du nuage marqueur sont abordees en milieu gazeux au repos. Un modele de composition des cinematiques ionique et aeraulique est presente en configuration d'ecoulement stationnaire. Il est montre qu'en retablissant l'equilibre longitudinal du jet d'ions au moyen d'un contre-champ electrique antagoniste aux effets deviateurs du gradient de pression, on accede par voie directe et lineaire a la mesure du debit-masse. Une approche analytique de la reponse en frequence du faisceau ionise, est ensuite formulee sur la base d'une modelisation de la cinematique periodique en conduite annulaire axisymetrique. Pour cette geometrie, les equations de navier-stokes sont traitees en regime laminaire sinusoidal, et nous proposons des solutions etablies a partir de formes asymptotiques de fonctions de bessel. Une chaine complete de mesurage a ete concue et son evaluation en environnement evolutif confirme les predictions des reponses theoriques, aussi bien stationnaire que pulsatoire. Ce travail participe ainsi a la recherche de l'elargissement des conditions d'exploitation des debitmetres, et il s'inscrit dans une perspective d'automatisation d'un capteur a large bande passante


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Informations

  • Détails : 132 P.
  • Annexes : 31 REF.

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