Modélisation de l'impact d'un brouillard de gouttes en évaporation et sous pression sur une paroi chauffée

par Jérôme Dewitte

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de Gérard Lavergne.


  • Résumé

    Les écoulements en phase dispersée sont présents dans de nombreux procédés industriels. En particulier, dans les moteurs à combustion interne ou en propulsion aéronautique et spatiale, le mélange est réalisé par injection du carburant liquide dans l’air environnant. L'efficacité de la combustion et le niveau de production de polluants dépendent très fortement de la qualité de la pulvérisation de carburant (phénomène d’atomisation). Les caractéristiques de la phase dispersée peuvent être modifiées par l'interaction du brouillard avec les parois de la chambre de combustion, processus qu’il convient de comprendre, prévoir et quantifier pour l'optimisation des performances des moteurs. Ce travail de thèse a donc consisté à étudier expérimentalement puis à modéliser les différents processus physiques liés à l’interaction entre des gouttes de carburant et une paroi chaude. Une classification des différents régimes observés est tout d’abord proposée, sur la base d’une classification existante étendue à l’aide des données expérimentales obtenues dans le cadre de cette thèse. Ensuite, une étude détaillée du régime dit de « splashing » est entreprise ; l’avancée principale de cette étude provient de l'élaboration d’une corrélation permettant de calculer la distribution en taille des gouttes secondaires générées à la suite du splashing, cette corrélation prenant en compte non seulement les caractéristiques de la goutte incidente, mais également la température de la paroi. Enfin, l’ensemble des phénomènes est intégré au sein d’un modèle global d'interaction gouttes/paroi qui permet de déterminer, pour chacun des régimes, le devenir de la goutte incidente. Ce modèle a par ailleurs été validé à l’aide de résultats expérimentaux provenant de la littérature.

  • Titre traduit

    Modelling of the impaction of an evaporating droplet mist on a heated wall under pressure conditions


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Informations

  • Détails : 1 vol. (XIV-173 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 165-173

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