Expérimental study of lean aeronautical ignition : impact of critical parameters on the mechanisms acting along the different ignition phases

par Javier Marrero Santiago

Thèse de doctorat en Energie

Sous la direction de Gilles Cabot et de Bruno Renou.

Le président du jury était José-Vincente Pastor.

Le jury était composé de Gilles Cabot, Bruno Renou, Simone Hochgreb, Marc Bellenoue, Eleonore Riber, Alain Cayre.

Les rapporteurs étaient Simone Hochgreb, Marc Bellenoue.

  • Titre traduit

    Etude expérimentale de l’allumage pauvre aéronautique : impact des paramètres critiques sur les mécanismes présents dans chaque phase


  • Résumé

    La certification des moteurs aéronautiques impose des fortes réductions des émissions polluantes. Une des solutions adoptées par les constructeurs est d'introduire la combustion pauvre dans les nouvelles chambres. Cette configuration pose des problèmes de stabilité de flamme et de ré-allumage en altitude. Le ré-allumage des moteurs doit être garanti et il y a une nécessité réelle de mieux comprendre les interactions complexes et multi-physiques guidant ce processus. Cette étude expérimentale vise les différentes phases de l'allumage aéronautique dans deux chambres swirlées, confinées diphasiques. Un foyer mono-injecteur permet d'analyser le développement du noyau de flamme dans ses premiers instants et de décrire comment les interactions avec l'écoulement local peuvent conduire à une réussite d'allumage ou à une ratée, via différents mécanismes. Une chambre multi-injecteur est dédiée à analyser la propagation de la flamme entre injecteurs pour différents espacements et carburants.


  • Résumé

    Jet engine certification undergoes more and more stringent controls that impose a strong reduction of pollutant emissions. As a response, designs move towards lean combustion, which raises difficulties relative to combustion stability and re-ignition capabilities in high altitude. The use of liquid fuels in real chambers introduces new variables into the ignition process, which involves complex simultaneous multi-physical interactions. The present experimental investigation addresses different phases of aeronautical ignition in two different confined, swirled, spray jet chambers. A single-injector facility is used to study the initial flame kernel development and interaction with the flow leading to successful ignition or misfire, following different mechanisms. A multi-injector facility enables the investigation of flame propagation between injectors, which is also governed by the local flow. Here, inter-injector distances are varied and fuels of different volatilities are tested.


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