Effet de la pression et de la température de l'air et du carburant sur les caractéristiques du spray délivré dans une chambre de combustion

Effect of air and fuel pressure and temperature on the characteristics of the spray delivered to a combustion chamber

• Auteur / Autrice : Pierre Doublet
• Direction : Pierre Gajan, Christine Lempereur
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Dynamique des fluides
• Date : Soutenance le 17/12/2019
• Etablissement(s) : Toulouse, ISAE
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, énergétique, génie civil et procédés (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Équipe d'accueil doctoral Énergétique et dynamique des fluides (Toulouse, Haute-Garonne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Office national d'études et recherches aérospatiales. Département Multi-Physique pour l'Energétique - DMPE (Toulouse, Haute-Garonne)
• Jury : Président / Présidente : Christine Mounaïm-Rousselle
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Gajan, Christine Lempereur, Christine Mounaïm-Rousselle, Jean-Philippe Matas, Céline Morin, Alain Cayre
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Philippe Matas, Céline Morin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Avions -- Carburants

Avions -- Moteurs

Brouillard

Mots clés libres

Allumage

Brouillard

Carburant

Ignition

Fog

Fuel

Résumé

L’optimisation des systèmes propulsifs pour l’aéronautique présente un large ensemble de défis technologiques qui doivent répondre à de nombreuses contraintes. L’une des principales contraintes pour la sécurité d’un aéronef est sa capacité à assurer le redémarrage en conditions de haute altitude. Ces conditions environnementales altèrent considérablement les caractéristiques du brouillard et limitent l’évaporation du combustible. Afin de prévoir l’influence des ces conditions sur le brouillard, les industriels ont recours à des modèles de comportement. Cependant ces corrélations sont établies dans des conditions ambiantes et il n’existe pas à ce jour de mesures réalisées dans ces conditions critiques de rallumage. De plus, rien n’atteste que ces corrélations restent valables dans ces conditions critiques. Afin de répondre à cette question, il paraît judicieux de mener des essais dans ces conditions critiques afin d’y caractériser le comportement du brouillard. Cette étude consiste donc à réaliser des essais dans ces conditions critiques de rallumage en haute altitude de manière à constituer une base de données dans le but de développer des modèles de comportement du brouillard. Un autre objectif de cette étude sera d’étendre la technique de mesure Planar Droplet Sizing au cas du kérosène et au banc MERCATO afin de proposer une alternative aux mesures PDA qui demeurent chronophages. La comparaison avec les mesures PDA nous permet de quantifier la précision de la technique de mesure dans ce contexte critique

The optimization of aeronautics propulsion systems highlights huge technological challenges that must respect many constraints. One of the main constraints for the safety of an aircraft is its ability to ensure high altitude re-ignition. These environmental conditions significantly alter the characteristics of the spray generated by the injector and limit the fuel evaporation. In order to predict the impact of these conditions on the spray, modelling is used in industry. However, these correlations are established under ambient conditions and no such investigations have been conducted under these critical conditions. Moreover, there is no evidence that these correlations remain valid under these conditions. To address this problem, it seems appropriate to conduct realistic tests in order to characterize the spray behavior. This study therefore consists in carrying out tests under these critical conditions at high altitude so as to establish a database in order to develop spray models of fog behavior. Another objective of this study will be to extend the Planar Droplet Sizing measurement technique to the case of kerosene and the MERCATO bench in order to propose an alternative to PDA measurements that remain time-consuming. The comparison with PDA measurements allows us to quantify the accuracy of the measurement technique in this critical context