Bienvenue sur ArTeMIS, la plate-forme d’archivage et de diffusion des thèses et mémoires de l’ISAE-SUPAERO.
Vous y trouverez les thèses soutenues à Supaero depuis 1979 et à l’ISAE-SUPAERO depuis 2007 ayant fait l´objet d´une numérisation ou d´un dépôt électronique et pour lesquelles nous avons obtenu l’autorisation de diffusion.
???menu.label.??? > ???menu.label..??? fr| en
Artemis
  • A propos
  • Contact
  • Recherche
  • simple
  • Tous les mots:
  • avancée
  • Consulter par
  • auteur
  • année
  • thématique
  • laboratoire
  • équipe de recherche
  • école doctorale
Version imprimable
Atomisation d'un film liquide mince par action combinée des instabilités de Kelvin-Helmholtz et de Faraday : application aux injecteurs aérodynamiques des turbomachines aéronautiques

Lalo, Marie
2006-12-21

Ecole Nationale Supérieure de l'Aéronautique et de l'Espace
Directeur(s) de thèse:  Cartellier, Alain
Laboratoire :  Laboratoire des Ecoulements Géophysiques et Industriels -LEGI
Ecole doctorale :  Transferts, dynamique des fluides, énergétique et procédés

Classification : Physique
Accès : Texte intégral

Mots-clés : Atomisation liquide, Injecteur aérodynamique, Injecteur ultrasonique, Instabilités de cisaillement, Kelvin-Helmholtz, Instabilités de Faraday, Méthodes actives

Résumé : Les moteurs aéronautiques équipant avions et hélicopteres requièrent une sécurité sans faille, l'application de normes sur la réduction des émissions polluantes établies dans le protocole de Kyoto, tout en maintenant des coûts compétitifs à la realisation aussi bien qu’à la maintenance. Le respect de ces contraintes est étroitement lié à la qualité de la combustion, elle-même dépendante de la capacité des systemes d'injection à former un brouillard de gouttes de carburant aussi fin et homogène que possible. Cependant les principes physiques (instabilités de cisaillement) exploités sur les injecteurs aérodynamiques actuellement en service ne permettent pas d'assurer la qualité de pulvérisation exigée à tous les régimes de fonctionnement de l'appareil, particulierement aux bas régimes qui correspondent typiquement à des vitesses d’air inférieures à 30-40m/s. C'est pourquoi la mise au point d'un nouveau systeme d'injection capable de fonctionner efficacement sur une large plage de conditions d’écoulement s’avère nécessaire. Le travail de these s’inscrit dans cette problématique, avec pour objectifs de proposer et de valider un nouveau concept d’injecteur couplant aux instabilités de cisaillement un second mécanisme instable efficace lorsque l'écoulement aérodynamique est faible ou inexistant. La solution retenue consiste à soumettre un film liquide mince s'écoulant sur une paroi à une excitation dirigée perpendiculairement à l'interface air/liquide à l'aide d'un actionneur. Cette excitation produit en surface une instabilité de Faraday qui est à l'origine de la formation de gouttes dont les caractéristiques de tailles et de flux sont directement liées aux paramètres de l'excitation (fréquence et amplitude d'oscillation). Le travail comprend dans un premier temps une étude des instabilités naturelles liées au cisaillement entre l'air et le liquide (Kelvin-Helmholtz) et de l'atomisation résultante. Dans un second temps une étude de l'actionneur et de l’effet de l'excitation sur l‘interface du film et sur la production de gouttes en surface a été effectuée.

Résumé (anglais) : Aircraft and helicopter engines require an unfailing working which complies with emission standards set in the Kyoto protocol and in the same time low cost for production and maintenance. To meet those requirements, injectors have to insure a good pulverization, and consequently an efficient combustion, with a fine and homogeneous particle size distribution. In aeronautical engines, the liquid fuel is atomized by shearing instabilities in a spray of droplets by airblast injectors. Nevertheless, for some operating conditions such as ignition or high-altitude re~ignition when air velocity, pressure and temperature are reduced, the pulverization quality of airblast atomizers is poor. Therefore aircraft manufacturers are currently developing new injection systems efficient on larger working range. The aims of the Ph.D. are to develop and to demonstrate the validity of a new injector concept which combine to the shearing instabilities a second destabilizing mechanism which is efficient when the aerodynamic field is week or nonexistent. So we chose to submit a thin liquid film flowing on a plate to a normal oscillating excitation through an actuator. As a result, Faraday's instabilities are generated at the interface leading to the production of droplets whom size and flux characteristics are dependant on the excitation parameters (oscillation frequency and amplitude). The first step consisted in analyzing the breakup of a thin liquid film stressed by a co-current gas stream (Kelvin-Helmholtz instabilities) and the characteristics of the resultant spray of droplets. Then the effect of the excitation on the liquid/gas interface and on the droplet production were investigated.


Langue : Français
Exporter au format XML
© 2006-2010 ORI-OAI
thèses ISAE,theses ISAE,thèse ISAE,these ISAE, thèses Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace,thèse Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace,,theses Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace,,these Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace, thèses aéronautique,thèse aéronautique,these aéronautique,,theses aéronautique, Artemis,Arthemis, thèses DAEP,thèses DMIA,thèses DMSM, thèses DEOS,thèses CAS,thèses LACS, thèse DAEP,thèse DMIA,thèse DMSM, thèse DEOS,thèse CAS,thèse LACS, these DAEP,these DMIA,these DMSM, these DEOS,these CAS,these LACS, theses DAEP,theses DMIA,theses DMSM, theses DEOS,theses CAS,theses LACS, thèses toulouse,thèse toulouse,theses toulouse,these toulouse, thèses supaero,thèse supaero,theses supaero,these supaero, thèses école nationale supérieure d'aéronautique,thèse école nationale supérieure d'aéronautique,theses école nationale supérieure d'aéronautique,these école nationale supérieure d'aéronautique, thèses ingénieur,thèse ingénieur,theses ingénieur,these ingénieur, phd thesis ISAE, phd thesis Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace, phd thesis aéronautics, phd thesis DAEP,phd thesis DMIA,phd thesis DMSM,phd thesis DEOS,phd thesis CAS,phd thesis LACS, phd thesis toulouse,phd thesis supaero,phd thesis école nationale supérieure d'aéronautique,