Étude physique de l'implosion axiale de tourbillons cavitants érosifs formés dans une chambre tournante

Physical study of the axial collapse of erosive cavitating vortices formed in a rotating chamber

• Auteur / Autrice : El Ghalia Filali
• Direction : Jean-Marie Michel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cavitation

Mots clés libres

Sciences appliquees

Genie mecanique

Construction mecanique

Erosion

Ecoulement cavitant

Ecoulement tourbillonnaire

Cavitation acoustique

Etude experimentale

Appareillage essai

Visualisation

Cinematographie ultrarapide

Luminescence

Erosion

Cavitating flow

Swirling flow

Acoustic cavitation

Experimental study

Testing equipment

Visualization

High speed cinematography

Luminescence

Résumé

Le memoire que nous presentons est relatif au dispositif de modelisation physique de l'erosion de cavitation denomme cavermod. Le cavermod simule l'implosion axiale des tourbillons cavitants et permet, grace au controle des principaux parametres de ce phenomene : taille du coeur initial de vapeur, taux de rotation et vitesse d'implosion, d'etudier les conditions hydrodynamiques de l'erosion. Son efficacite erosive a ete mise en evidence des sa creation, en 1991. Le memoire est divise en quatre parties. Les trois premieres sont relatives au dispositif dans sa geometrie d'origine (longueur des tourbillons : 156 mm), tandis que la derniere (partie d) traite des resultats obtenus avec des tourbillons courts (66 mm). La partie a constitue la description du dispositif et de l'ecoulement qu'il permet de produire ; on y presente en particulier les resultats des visualisations par photographies et cinematographie rapide et les quelques indications fournies par la luminescence sous gaz xenon. La vitesse d'implosion axiale atteint 1100 m/s. La partie b traite de la mesure de la force produite a la fin de l'implosion sur l'eprouvette qui recoit le choc. Trois methodes de mesure ont ete utilisees a cette fin : films pvdf, ceramiques piezoelectriques et taille des dislocations dans des macrocristaux d'oxyde de magnesium. Elles mettent en evidence la croissance lineaire de la force a l'egard de la pression motrice du choc, p. La partie c decrit les essais erosifs et leurs resultats. Un des resultats importants presentes en partie d est l'obtention d'un seul impact de grande dimension (un a deux millimetres de diametre), ce qui permet d'envisager la mesure de la pression d'impact, qui restait impossible jusqu'a present. Au total, il apparait que, parmi tous les moyens d'essais d'erosion de cavitation, le cavermod constitue un des rares dispositifs permettant une approche deterministe de ce phenomene.