Développement d'une instrumentation et d'une méthode de reconstruction tomographique avec régularisation spatio-temporelle pour l'étude expérimentale du volume de vapeur présent au sein des turbopompes des machines spatiales

par Walid Hassan

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides et transfert

Sous la direction de Stéphane Barre.

Soutenue en 2005

à Grenoble, INPG .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    L'objectif principal de ce travail consistait en l'étude de faisabilité d'un système de mesure instantané du volume de vapeur dans une turbomachine hydraulique cavitante (inducteur de turbopompe de moteur fusée). Deux catégories de résultats ont été obtenus. Tout d'abord nous avons mené une exploitation instantanée des signaux intégrés de taux de vide obtenus par absorption de rayons X. Cette exploitation nous a permis de décrire la dynamique des structures cavitantes ainsi que les différents modes de cavitation de la machine étudiée. Dans un second temps nous avons réalisé des reconstructions tomographiques des champs de taux de vide dans la machine pour des cas de cavitation en régime synchrone. Les résultats de ces reconstructions montrent que la technique employée est à même de décrire des écoulements aussi complexes que ceux régnants dans un inducteur de turbopompe spatiale (fortes vitesses, géométrie complexe et fortement tridimensionnelle, répartition non homogène de la vapeur dans le système). La résolution et la précision pourront être facilement augmentées à l'avenir sans forcément changer de stratégie expérimentale grâce aux validations effectuées dans le cadre de cette étude.


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  • Titre traduit

    Developpement of a tomographie system for the experimental study of the dynamic volume of vapour in cavitating turbo pump inducers


  • Résumé

    The main goal of this work consisted in studying of the feasibility of a monitoring system aiming to measure the instantaneous volume of vapour in a cavitating hydraulic turbo pump (turbo pump impeller). Results obtained could be classified in two categories. At first, averaged instantaneous vapour fraction was measured by x-rays absorption. These measurements permitted the description of the dynamic behaviour of vapour structures in the machine, thus demonstrating the different modes of cavitation realized. Furthermore tomographie reconstruction of vapour fields in the machine for synchronous cavitation regimes was realized. Reconstructed images promotes the employed technique in monitoring flows as complex as those characterizing turbo pump inducers, thus taking into account the high speed of rotation, the 3D complex geometry, the non homogeneous repartition ofvapour in the system, etc. . . Spatial resolution as weil as the precision could be ameliorated without being urged to change the experimental strategy thanks to validations performed during the present study.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (186 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. [178]-186

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS05/INPG/0125
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS05/INPG/0125/D
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