Analyse expérimentale par diagnostics lasers du mélange kérosène/air et de la combustion swirlée pauvre prémélangée, haute-pression issue d’un injecteur Low-NOx

par Pierre Malbois

Thèse de doctorat en Energie et propulsion

Sous la direction de Bruno Renou et de Frédéric Grisch.

Le président du jury était Abdelkrim Boukhalfa.

Le jury était composé de Bruno Renou, Frédéric Grisch, Marc Bellenoue, Thierry Schuller, Michel Cazalens, Vincent Moureau, Xavier Mercier.

Les rapporteurs étaient Marc Bellenoue, Thierry Schuller.


  • Résumé

    Les motoristes aéronautiques misent sur le développement de systèmes d’injection de carburant innovants pour réduire la consommation de carburant et les émissions de polluants. L’objectif de la thèse est de contribuer à l’étude expérimentale d’un injecteur « Lean Premixed » par le développement de diagnostics lasers couplant des approches basées sur la diffusion de Mie et l’émission fluorescente de traceurs. Les mesures ont été réalisées sur le banc de combustion haute pression HERON. Une approche novatrice avec l’imagerie de fluorescence du kérosène a permis d’obtenir une quantification du mélange kérosène/air. La structure de flamme a été mesurée simultanément par PLIF-OH et des mesures PIV de vitesse ont complété cette analyse. Un développement préliminaire de la PLIF-CO a également été mené. Les nombreuses mesures permettent de fournir une analyse détaillée des interactions flamme/spray/aérodynamique lors d’une combustion swirlée stabilisée kérosène/air à haute pression.

  • Titre traduit

    Experimental investigation by laser diagnostics of the kerosene/air mixing and high-pressure swirl-stabilized lean premixed combustion from a low-NOx injection system


  • Résumé

    Aeronautical engine manufacturers are banking on the development of innovative fuel injection systems to reduce fuel consumption and pollutant emissions. The aim of the thesis is to contribute to the experimental investigation of a "Lean Premixed" injector by developing laser diagnostics coupling approaches based on Mie scattering and fluorescent emission of tracers. Measurements are performed at high pressure on the HERON combustion test bench. An innovative approach with fluorescence imaging of kerosene has resulted in the quantification of the kerosene/air mixture. The flame structure was analyzed simultaneously by OH-PLIF and velocity PIV measurements were performed to complete this analysis. A preliminary development of CO-PLIF was also conducted. The numerous measurements provided a detailed analysis of the mechanisms of flame/spray/aerodynamic interactions during a swirl-stabilized kerosene/air combustion at high pressure.


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