Thèse soutenue

Etude des échanges convectifs à l'entrée d'une perforation : application à la thermique des parois multiperforées des chambres de combustion
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Auteur / Autrice : Phu Hung Nguyen
Direction : Eva Dorignac
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Énergie, thermique, combustion
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : Poitiers
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et aéronautique (Poitiers ; 1992-2008)
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Le développement de nouveaux concepts de chambre de combustion pour les moteurs aéronautiques a toujours pour objectif d'augmenter les performances, tout en réduisant l'émission des polluants produits par la combustion. Pour cela, il est nécessaire d'augmenter la température des gaz brûlés et donc de refroidir plus efficacement les parois de la chambre sans augmenter le prélèvement d'air de refroidissement. Dans ce contexte, nos travaux de thèse ont porté sur la technique de refroidissement de la paroi de chambre de combustion par multiperforation. La connaissance du comportement thermique de cette paroi est indispensable à l'optimisation de cette technique. Deux parties principales ont été développées : la première partie de nos travaux concerne l'étude expérimentale et numérique du transfert convectif d'un écoulement circulant dans un tube à entrée de type ‘‘rétrécissement brusque'' et à faible facteur de forme (ℓ/d compris entre 1,5 et 13,5). Ces études nous permettent de mettre en évidence l'influence de chacun des paramètres géométriques (longueur et diamètre du tube) et aérodynamiques (vitesse et intensité turbulente de l'écoulement dans le tube) sur l'échange convectif et sur l'aérodynamique de l'écoulement dans une perforation. Le couplage entre thermique et aérodynamique a été identifié. Des corrélations pour déterminer le transfert convectif local et moyen dans la perforation ont été aussi établies. La seconde partie, purement numérique, a été consacrée à l'optimisation du refroidissement par multiperforation en déterminant la distribution des températures (maximale, minimale. . . ) dans la paroi en fonction des différents paramètres géométriques (espacement entre les perforations, épaisseur de la paroi,. . . ) et aérothermiques (températures et vitesses des écoulements,. . . ). Cette paroi multiperforée est revêtue d'une couche de céramique sur la face en aval des perforations. Les perforations sont disposées en quinconce et orientées perpendiculairement à la surface. Les simulations sont effectuées en régime permanent et prennent en compte, entre autres, la condition limite dans la perforation obtenue dans la première partie de cette étude. Des corrélations sur les températures (maximale, minimale. . . ) de la paroi multiperforée, essentielles pour dimensionner la paroi de chambre de combustion, ont été proposées.