Thèse soutenue

Système optronique infrarouge : application à la mesure de la température de gouttes dans un écoulement diphasique, en combustion et en impact pariétal

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Auteur / Autrice : Olivier Ravel
Direction : Jean Farré
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Electronique - Optronique
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Ces travaux s'inscrivent dans un thème de recherche sur les écoulements internes dans les chambres de combustion dans le but d'améliorer le rendement et la propreté des moteurs. Lors de l'injection dans les chambres de combustion, le carburant arrive sous une phase liquide. Puis sous l'effet d'une forte turbulence, il est dispersé sous forme d'un brouillard de gouttelettes. Pour caractériser le processus d'évaporation qui a lieu dans cette étape deux approches, menées conjointement à l'ONERA/DMAE, sont mises en place : une approche expérimentale et une approche numérique. L'approche expérimentale au travers d'expériences de base permet de fournir des conditions initiales aux modèles pour les rendre les plus prédictifs possibles. L'objectif de nos travaux était dans une première phase de caractériser expérimentalement l'évolution de la température de surface de gouttes d'éthanol de 200 microns en combustion, issues d'un injecteur monodisperse. L'outil développé et mis en œuvre pour mener à bien cette étude, repose sur la conception d'un système optoélectronique bâti autour d'un détecteur infrarouge monoélément travaillant dans la bande 8-12 microns. Les mesures effectuées ont pu être confrontées aux modèles théoriques et comparées à une autre technique expérimentale, menée en parallèle dans notre équipe, basée sur la réfractométrie. L'association de la technique infrarouge à un PDPA a permis de réaliser des mesures simultanées de température, de taille et de vitesse de gouttes avant et après rebond sur une paroi chaude. Des mesures plus systématiques peuvent être envisagées afin de constituer une base de référence pour la validation de modèles. Une étude prospective pour la caractérisation de gouttes dans une pulvérisation, à partir du couplage des techniques IR et PDPA, a été effectuée. Cette étude a mis l'accent sur les points à approfondir pour valider le principe de mesure dans une pulvérisation.