Etude numérique et expérimentale du comportement thermique d'une paroi multiperforée mince ; application au refroidissement pariétal des chambres de combustion de moteurs aéronautiques

par Christian Foulon

Thèse de doctorat en Thermique

Sous la direction de Jean-Jacques Vullierme et de Jean-Bernard Saulnier.

Soutenue en 1999

à Poitiers .


  • Résumé

    Les concepteurs de chambre de combustion de moteurs aeronautiques doivent faire face a de nouvelles exigences influant directement sur le comportement thermique des parois. Les temperatures de flamme dans la zone primaire qui s'accroissent (2500k) et les normes antipollution de plus en plus exigeantes contraignent les constructeurs a ameliorer les dispositifs de refroidissement des parois et a reduire les debits d'air consommes par ces dispositifs. La premiere partie de notre etude concerne la simulation numerique d'une paroi multiperforee comportant des perforations de faible allongement disposees en carre ou en quinconce et percees perpendiculairement a la surface. La paroi comporte un revetement ceramique. Les simulations sont effectuees en regime permanent. La variation parametrique des grandeurs geometriques (le pas, l'epaisseur relative de ceramique et l'epaisseur de la paroi) et thermiques (les coefficients de convection en amont de la perforation, dans la perforation et en aval) nous permet d'etablir des correlations pour des grandeurs essentielles au bon dimensionnement des perforations telles que les temperatures minimales, maximales, moyennes, les ecarts de temperatures et les gradients maximaux locaux dans l'acier et dans la ceramique. La seconde partie se rapporte a la determination experimentale des coefficients moyens de convection. Une paroi possedant une instrumentation specifique a ete developpee. Une methode numerique d'identification de parametres permet, grace a des mesures de temperatures de surface par thermographie infrarouge, de determiner les coefficients de convection en amont de la perforation, dans la perforation et en aval. Des correlations sont etablies en fonction de parametres geometriques (le pas et l'epaisseur de la paroi) et aerodynamiques (le nombre de reynolds dans les perforations et la vitesse de l'ecoulement transversal). La synthese de ces deux etudes (numerique et experimentale) permet de determiner le comportement thermique de la paroi. Un predimensionnement dans des conditions reelles de fonctionnement est propose pour des moteurs d'helicoptere et d'avion.


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  • Détails : [9], 312 p
  • Annexes : 32 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 99/POIT/2334
  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
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