Atomisation et évaporation d'un jet mixte hélium liquide/Hélium gazeux

par Yves Ladam

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Laurent Puech.

Soutenue en 2000

à Grenoble 1 .


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  • Résumé

    Ce travail experimental est une contribution a l'etude du fractionnement et evaporation d'un liquide par un gaz en geometrie de jets turbulents coaxiaux. Ce phenomene est notamment rencontre dans les moteurs cryotechniques de fusee. L'utilisation de l'helium liquide et gazeux permet de realiser des ecoulements a grands nombres de reynolds r e 10 5 et grands nombres de weber w e 10 3. De plus la faible chaleur latente de l'helium liquide (20 j/g) permet de faire varier l'importance du phenomene de vaporisation dans de grandes proportions. Une premiere etude a l'aide de micro thermometres a isole les roles respectifs du fractionnement et de l'evaporation du liquide par le cocourant gazeux. Pour des jets a fort nombre de weber, nous avons montre que le fractionnement du liquide est tres efficace et fournit l'accroissement de surface d'echange necessaire a l'evaporation rapide. Une seconde etude par diffusion de la lumiere dans l'aerosol d'helium a permi de quantifier la disparition d'interface liquide/gaz par vaporisation. Dans nos conditions experimentales (w e 10 3), nous avons montre que la quantite d'interface au dela du cone potentiel du jet liquide decroit exponentiellement avec l'exces d'enthalpie transporte par le gaz. L'utilisation de fluides cryogeniques pour des experiences d'hydrodymique a donne lieu a un important devellopement instrumental qui est presente dans ce memoire.

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Informations

  • Détails : 163 p.
  • Annexes : 91 ref.

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