Effet thermodynamique dans un inducteur cavitant : mesures embarquées de température

Thermodynamic effect in a cavitating inducer : embedded temperature mesurements

• Auteur / Autrice : Guillaume Boitel
• Direction : Jean-Pierre Franc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides et transferts
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cavitation

Résumé

Les travaux présentés s1nscrivent dans le cadre des recherches menées sur l'effet thermodynamique en cavitation dans les inducteurs de turbopompes spatiales. Ce phénomène physique, négligeable en eau froide, se manifeste par un refroidissement important des zones diphasiques par rapport au liquide ambiant en fluide cryogénique. La première partie de ce travail concerne l'évaluation des modèles prédictifs existants en s'appuyant d'une part sur une étude bibliographique détaillée, et d'autre part sur l'exploitation de deux campagnes d'essais réalisées sur un inducteur en eau et au Forane. Celles-d ont permis d'obtenir une estimation indirecte de l'effet thermodynamique en faisant une hypothèse de similitude géométrique en cavitation. La seconde partie porte sur la conception et la réalisation d'un moyen de mesure de température dans les poches de cavitation attachées aux aUbages d'un inducteur.

The present work is devoted to an analysis of thermodynamic effect in cavitating inducers of rocket engine turbopumps. This physical phenomenon, negligible in cold water, is characterized, in cryogenie fluids, by a significant cooling of the two-phase regions in comparison with the temperature of the surrounding liquid. The first part of this work deals with an assessment of the existing predictive models using, on the one hand, a detailed bibliographie study, and on the other hand, the results of two experimental campaigns of tests carried out on an inducer using water and Refrigerant 114. These experiments allowed us to derive an indirect estimation of the cavity temperature depression, using a dassical cavitation scaling law for the cavity length. The second part focuses on the design and the achievement of an experimental device to measure the temperature inside the leading edges cavities attached to the inducer blades.