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Thèse soutenue

Études d'écoulements tournants : application à l'atomisation MHD

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Auteur / Autrice : Jean-Claude Gasser
Direction : Philippe Marty
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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L'evolution actuelle de la metallurgie des poudres tend a orienter la fabrication vers des granulometries de plus en plus fines, typiquement de l'ordre de 50 microns. Dans ce memoire, nous proposons l'etude d'un nouveau concept d'atomisation base sur l'utilisation d'un champ magnetique tournant. Les forces engendrees par le dispositif electromagnetique entrainent en rotation le metal liquide et l'ecoulement externe prend la forme d'un voile conique que l'on peut aisement desintegrer au moyen de jets gazeux. Un prototype utilisant du mercure nous a permis de demontrer la faisabilite d'un tel procede. Pour ameliorer les performances de ce dispositif, nous proposons de controler le mecanisme de pulverisation du film liquide exterieur par des jets de gaz tangents. La forme prise par les voiles fluides ainsi que leur desintegration par des ecoulements de gaz paralleles ont ete dans un premier temps etudiees analytiquement puis experimentalement grace a plusieurs systemes fonctionnant avec de l'eau. Une comparaison experimentale montre la superiorite de ce principe devant la technique classique actuellement utilisee dans l'industrie. Enfin, pour modeliser l'ecoulement dans l'atomiseur m. H. D. , nous avons concu le code de calcul, swrirl. Il utilise la methode simple et permet la resolution des equations de transport de l'ecoulement fluide avec une discretisation spatiale a pas variables. Le modele de fermeture des equations de la turbulence est du type k- epsilon. Ce programme qui fournit entre autres la distribution des trois composantes du champ de vitesse, permet ainsi l'etude de problemes laminaires ou turbulents, stationnaires ou instationnaires, dans des reperes cylindriques ou cartesiens