Étude expérimentale de l'atomisation d'une nappe liquide avec et sans zone de pré-film en vue de sa modélisation - Influence des conditions aux limites
par Baptiste Déjean
Thèse de doctorat en Dynamique des fluides
Sous la direction de Pierre Berthoumieu et de Pierre Gajan.
Soutenue le 09-12-2015
à Toulouse, ISAE , dans le cadre de École doctorale Mécanique, énergétique, génie civil et procédés (Toulouse) , en partenariat avec Office national d'études et recherches aérospatiales (Toulouse, Haute-Garonne). Département Modèles pour l’Aérodynamique et l’Energétique (DMAE) (laboratoire) et de Équipe d'accueil doctoral Énergétique et dynamique des fluides (Toulouse, Haute-Garonne) (équipe de recherche) .
Le président du jury était François Charru.
Le jury était composé de Patrick Duchaine, Yannis Hardalupas.
Les rapporteurs étaient Alain Cartellier, Christophe Dumouchel.
- Atomisation
- Nappe liquide
- Pré-Film
- Airblast
- Étude expérimentale
- Fluides, Dynamique des
- Atomisation
mots clés
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Résumé
Dans le cadre de la combustion des moteurs aéronautiques, des injecteurs de type airblast sont utilisés. Un fort écoulement d’air va perturber le carburant qui est ainsi pulvérisé en fines gouttes dans la chambre de combustion. La modélisation de ce phénomène nécessite une compréhension plus approfondie des mécanismes intervenant lors de l’interaction des deux fluides et en particulier l’influence des conditions limites. Le travail réalisé au cours de cette thèse s’inscrit dans cette problématique en étudiant expérimentalement l’influence des épaisseurs des écoulements, de la configuration de l’écoulement d’air ainsi que celle de l’ajout et de la taille d’une zone de pré-film.La mise au point ou le perfectionnement de techniques de mesures ont ainsi été nécessaires afin de caractériser le processus d’atomisation. Des mesures de fréquence d’oscillation, de longueur de rupture, d’épaisseur liquide et de tailles de gouttes ont été réalisées permettant de mettre en évidence l’influence des différents paramètres précédemment cités. Des corrélations ont ensuite été proposées afin de prévoir l’évolution du processus en fonction des conditions limites du système d’injection.
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Titre traduit
Experimental study of liquid sheet atomization with and without prefilming zone for its modelling - Boundary condition influences
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Résumé
In the context of combustion for aeronautical engines, airblast injectors are used. A strong air flow perturbs the fuel, which is atomized in fine drops in combustion chamber. Modeling of this process requires a better understanding of mechanisms occurring during two fluid interaction and in particular boundary condition influence. The work realize during this PhD thesis corresponds to this problematic by studying flow thickness and air flow configuration influences as well as the one of the presence and the length of a prefilming zone.Development and improvement measure techniques have been necessary in order to characterize atomization process. Oscillation frequency, breakup length, liquid thickness and drop size measures have been realized what has enabled to highlight the influence of previously listed parameters. Correlations have been then proposed so as to predict process evolution according to boundary conditions of injection system.
Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.
