Développement d'une méthode de dimensionnement et d'analyse des performances des compresseurs à canal latéral à fort taux de compression - Application à la compression d'hydrogène gazeux

par Vu dinh Dang

Projet de thèse en Mécanique-matériaux

Sous la direction de Farid Bakir et de Sofiane Khelladi.

Thèses en préparation à Paris, ENSAM , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris) , en partenariat avec DynFluid - Laboratoire de dynamique des fluides (laboratoire) depuis le 01-04-2017 .


  • Résumé

    Les compresseurs dits « à canal latéral » (CCL) sont des machines rotodynamiques capables de produire des forts taux de compression à des débits faibles. Ils peuvent produire des pressions équivalentes à celles de plusieurs étages centrifuges à partir d'un seul rotor à vitesse périphérique comparable. Ils ont une vitesse spécifique faible et partagent certaines caractéristiques des machines volumétriques tout en évitant leurs inconvénients tels que les problèmes de lubrification ou d'usure. Un autre avantage des CCL est leur fonctionnement sans aucune instabilité de pompage ou de décrochage tournant. Il existe cependant très peu d'études expérimentales et de modèles mathématiques dans la littérature qui expliquent le comportement et prédisent les performances des CCL. La plupart des modèles existants supposent un écoulement incompressible, limitant ainsi leur utilisation aux pompes et ventilateurs. Il est donc intéressant, de plusieurs points de vue, de développer une méthode complète permettant de dimensionner et de prédire les performances de ce type de compresseurs et d'identifier leurs paramètres géométriques et fluides les plus influents et dont l'optimisation conduira au développement de CCL de haute efficacité. La simplicité relative de construction et les caractéristiques de fonctionnement stables des CCL les rendent de plus en plus attrayants pour les utilisateurs de compresseurs dans plusieurs domaines, y compris les industries chimiques, pétrolières et nucléaires. Les CCL ont été proposés pour être utilisés dans des gazoducs à hydrogène et en tant que compresseurs d'hélium pour des applications cryogéniques dans des véhicules spatiaux. Dans le cadre de cette thèse nous envisageons d'appliquer la méthode qui sera développée pour développer un prototype de CCL destiné à la compression d'hydrogène pour les stations de délivrance d'hydrogène gazeux pour la mobilité terrestre

  • Titre traduit

    Develop calculation methods, determine dimensions and the performance at high compression ratio - apply for hydrogen compressors


  • Résumé

    These compressors are called are referred to as CCL machine "rotodynamiques" which can create high compression ratio at low flow. They can generate the equivalent pressure with multi-stage centrifugal spinning from the only device that is able to compare variable speed. They have their low specific speed and some characteristics of the machines' volume when they meet disadvantage such as lubrication or abrasion problems. Another advantage of the CCL is their operation which doesn't depend on the stability of pumps or the interruptive rotation. However, there is little empirical research and mathematical models to explain the rules and predict the performance of CCL. Most models assume that flow is incompressible,thereby limiting their use in pumps and fans. As a result, this leads to the development perspective of a complete calculation method for dimension parameters and predict the performance of this type of air compressor, determining geometric parameters, the effect of the fluid flow and optimal parameters will generate the growth and effectiveness of CCL. Therefore, this leads to a development perspective of a complete calculation method for dimension parameters and to predict the performance of this type of air compressor. The determination of geometric parameters, the effect of the fluid flow and optimal parameters will generate the growth and the effectiveness of CCL. Simple in construction and stable working ability of CCL increased compressor's use efficiency in a number of fields, including the chemical industry, oil and gas, and nuclear energy. CCL has been proposed for use in hydrogen conductive pipes as well as in helium compressors to cool in spacecrafts. In the framework of this topic, we intend to apply methods to develop a pattern of CCL hydrogen compressors used for hydrogen supply stations which are movable on the ground.