Transfert de chaleur entre les gaz et les parois de chambres de combustion de machines a compression rapide

Heat transfer between gases and combustion chamber walls in a rapid compression machines

• Auteur / Autrice : PRAWOTO
• Direction : François Fisson, Tadashi Kageyama
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Poitiers

Résumé

Ce travail concerne le transfert de chaleur entre les gaz et les parois de la chambre de combustion des moteurs alternatifs a allumage commande. Afin de mieux separer les parametres, les essais ont ete effectues dans deux machines a compression rapide. La premiere privilegiant les effets de la compression et la seconde le mouvement des gaz. Le flux de chaleur a ete determine a partir d'un thermogramme obtenu sur la face externe d'une paroi, en resolvant le probleme inverse en conduction thermique. Cette methode consiste a injecter, sur la face interne de la paroi de la chambre, a un instant donne, un flux de chaleur estime. On determine ensuite, par une methode nodale, la repartition de temperature dans l'epaisseur de la paroi. Le flux de chaleur correspondant a la temperature mesuree, sur la face externe de la paroi, est calcule par iteration. Afin d'eliminer les problemes d'alignement, poses par les vibrations de la machine, la liaison optique, entre la surface emettrice de la chambre et le capteur, est assuree par une fibre optique. Les essais ont ete effectues avec des melanges gazeux propane air, de richesse comprise entre 0,8 et 1,2. L'analyse simultanee des signaux de pression, de temperature, des cartographies du flux, le long du diametre de la culasse passant par le point d'allumage, et de la position de la flamme, visualisee en ombroscopie ou en strioscopie rapide, ont permis de mettre en evidence la correlation entre ces parametres. Les flux de chaleur ainsi determines sont en bon accord avec ceux mesures dans les moteurs et ceux obtenus par simulation numerique. Enfin, nous avons montre que le rapport entre le flux maximal en un point, et la densite d'energie degagee par la combustion, au moment du passage de flamme en ce point: 1) est proportionnel a p##0#,#8 (p etant la pression dans la chambre), 2) ne depend pas de la richesse, 3) depend du niveau de turbulence