Modelisation diphasique d'ecoulements cavitants avec effets thermodynamiques

par NICOLAS CHARLES

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Y. DELANNOY.

Soutenue en 1994

à l'INP GRENOBLE .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Le besoin de forte puissance associe a une reduction du poids conduit a faire fonctionner les turbopompes des moteurs fusee dans des conditions de plus en plus poussees, en particulier avec des pressions d'aspiration tres faibles, entrainant la naissance de poche de cavitation attachees aux aubes. L'energie necessaire a la vaporisation provoque un abaissement local de la temperature, qui limite le developpement de la cavite. Ce phenomene, appele effet thermodynamique, est decrit ici par un modele diphasique homogene a partir d'un precedent modele de cavitation en eau froide. Le comportement du melange liquide-vapeur suppose en equilibre thermique est simplement decrit par des lois thermodynamiques, une equation d'energie est de plus ajoutee a notre modele. Du fait de l'importance presumee des transferts thermiques turbulents a l'interface sur ce phenomene, un modele de turbulence k-epsilon a ete adapte au cas d'un melange liquide-vapeur et valide par comparaison a des mesures laser sur un venturi cavitant. La simulation avec ce code d'ecoulements cavitants, avec un fluide thermosensible, a montre la presence importante de liquide dans la poche, comme cela a ete mesure dans le cas de l'eau froide. En consequence l'influence de la conduction a l'interface s'avere faible devant les echanges de chaleur entre les phases dans la cavite et l'effet thermodynamique est alors controle par un equilibre entre la vaporisation et la dynamique de l'ecoulement dans la cavite. La temperature calculee dans la poche est en bon accord avec l'experience a faible vitesse mais l'effet des parametres de l'ecoulement est mal decrit. Une analyse des resultats experimentaux montre que nous devons ajouter un modele de cinetique de vaporisation a notre modele


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Informations

  • Détails : 170 P.
  • Annexes : 56 REF.

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