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Thèse soutenue

Étude du comportement d'un système d'injection de turbomachine en régime pulsatoire forcé

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Auteur / Autrice : Fabrice Giuliani
Direction : Michel Ledoux
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Énergétique et dynamique des fluides
Date : Soutenance en 2002
Etablissement(s) : Toulouse, ENSAE

Résumé

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Les instabilités de combustion apparaissant dans les systèmes aérobies de type turbomachine résultent d'un couplage aéro-thermo-acoustique et provoquent une usure accrue des pièces constituantes du foyer. Dans le contexte de la compréhension physique des phénomènes de couplage impliqués dans l'apparition, le maintien voire l'encouragement de ces instabilités de combustion, on analyse l'incidence d'une injection instationnaire de carburant sur le processus de combustion. Une installation expérimentale a été conçue dans ce but à l'ONERA Centre de Toulouse. La modulation générée par la pression acoustique sur l'injection est modélisée en pulsant à volonté chaque débit (gaz et liquide) en amont d'un injecteur de type aérodynamique, ceci au moyen d'actionneurs. Les expériences sont réalisées en jet libre aux conditions standards pour une caractérisation du brouillard en non-réactif, et en milieu confiné à une température de 500 K pour les essais en combustion. Ce travail de thèse met d'abord en place le contexte industriel qui justifie le programme d'essais réalisés. Ensuite l'aspect technique est abordé : le banc est décrit en détail, ainsi que les techniques de mesures conditionnées afin de discerner diverses quantités cycliques. Enfin, la caractérisation du brouillard injecté en régime pulsatoire forcé est réalisé, en non-réactif et en combustion. Les résultats mettent en avant l'importance d'une modulation du débit d'air à l'injection, et de ses effets sur le champ aérodynamique de la chambre et sur le transport du mélange air/carburant fortement lié au nombre de Stokes des gouttes.