Etude des échanges convectifs en espace confiné le long d'une paroi multiperforée. Application au refroidissement des parois des chambres de combustion

• Auteur / Autrice : Brice Pètre
• Direction : Eva Dorignac, Jean-Bernard Saulnier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergie, thermique, combustion
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chaleur -- Convection

Trous

Thermographie

Transfert de chaleur

Jets pariétaux

Avions -- Turboréacteurs

Résumé

Depuis l'apparition des premiers propulseurs aeronautiques, les motoristes desireux d'en ameliorer sans cesse les performances, sont confrontes a d'importants problemes de tenue thermique des differents elements constituant le propulseur. L'accroissement de ces performances passe par l'augmentation de la temperature des gaz de combustion. Ainsi, il est necessaire de proteger les parois de la chambre de combustion par une technique d'injection d'air frais au travers de multiperforations tapissant la paroi. Ce travail se propose d'etudier experimentalement la creation de la couche de refroidissement en fonction du nombre de rangees de trous d'injection et du taux d'injection m= iu i/ eu e pour 3 cas thermiques distincts. Ces cas sont fonction des temperatures des ecoulements principal t e et injecte t e et injecte t i et de la densite de flux d i s s i dissipee electriquement a la paroi. Ils permettent d'imposer tous les comportements thermiques possibles de la paroi : absorbante, athermane ou emettrice. Ils conduisent a un gradient de temperature a la paroi qui peut etre soit negatif, soit nul, soit positif. Cette etude thermique par sondage de thermocouple et par thermographie infrarouge, completee par une etude aerodynamique par piv, a permis de definir un nombre minimum de rangees a partir duquel la couche de refroidissement est formee. Elle a permis d'etablir deux schemas convectifs differents et capables de modeliser les 3 cas thermiques pour tous les taux d'injection. Ces deux modelisations mettent chacune en jeu deux coefficients d'echange avec pour temperatures de reference celle de l'ecoulement et celle de l'injection. Elle a de plus montre l'importance de l'influence des ecoulements mis en jeu sur les echanges convectifs.