Etude numerique du refroidissement par film : phenomenes de base et application a la protection thermique des aubes de turbine

par Christophe Duchêne

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de H. PEERHOSSAINI.

Soutenue en 1995

à Nantes .

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  • Résumé

    L'objet de cette these concerne le refroidissement par film des aubes de turbines. La simulation numerique nous a permis d'etudier dans le detail les phenomenes d'interaction entre ecoulement principal et jets de refroidissement. A cet effet, les equations de bilan des ecoulements tridimensionnels, compressibles et turbulents sont integrees sur des mailages composes de sous-domaines structures. La premiere partie de ce travail presente la methode numerique utilisee: schemas numeriques, modelisation de la turbulence et des echanges parietaux. On s'efforce dans une deuxieme partie d'analyser le refroidissement par film en partant de la configuration la plus simple puis en integrant progressivement l'ensemble des facteurs qui entrent en jeu dans les moteurs. On etudie en premier lieu l'interaction entre un jet unique et un ecoulement sur une plaque plane. Ceci nous a permis d'analyser en detail la zone d'emission et de mettre en evidence les processus tourbillonnaires induits. Apres avoir precise la notion de coefficient d'echange, on quantifie l'effet des differents parametres sur l'efficacite de refroidissement. On aborde ensuite le cas ou une rangee d'events contribue au refroidissement et on presente un modele analytique qui decrit le phenomene d'induction tourbillonnaire. En vue d'etendre ce travail a des configurations plus realistes on s'attache a decrire l'influence des effets inertiels sur le refroidissement. A ce titre, l'acceleration de l'ecoulement principal, la courbure de la paroi puis la rotation sont successivement etudiees. On s'interesse enfin au refroidissement par film dans le cas du passage interaube. Ce dernier point a fait l'objet de comparaisons qui revelent un bon accord entre la simulation numerique et les resultats experimentaux. Notre conclusion s'exprime sous forme de bilan et de perspectives


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Informations

  • Détails : 258 P.
  • Annexes : 150 REF.

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