Modélisation des écoulements cavitants dans les inducteurs de turbopompes : prise en compte des effets thermodynamiques - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2008

Modelling of cavitating flows in turbopumps inducers with thermodynamic effects

Modélisation des écoulements cavitants dans les inducteurs de turbopompes : prise en compte des effets thermodynamiques

Résumé

To increase the performances of the cryogenic rocket engine turbopumps, and to better understand cavitation phenomena which appear in the first stage of the pump, we implemented a cavitation model taking into account thermodynamic effects in the CFD software Fine TM /Turbo. Modelisation of cryogenic cavitating flows in turbomachinery, is an important stake due to different physical problems needed to be addressed. The flow is turbulent, unsteady, both incompressible in the pure liquid and compressible in diphasic area, with phase changes and energy exchanges, in a rotating frame. After a first validation in a venturi geometry of our model based on an homogeneous approach of multiphase flows, the cavitation head drop of an inducer in hydrogen was obtained, and shows good results in comparison to experimental data.
Afin d’améliorer les performances des turbopompes des moteurs cryogéniques spatiaux et de mieux comprendre les phénomènes de cavitation qui apparaissent sur leur premier étage d’aspiration, nous avons implémenté un modèle de cavitation prenant en compte les effets thermodynamiques dans le code CFD Fine TM /Turbo. La modélisation des écoulements cavitants des fluides cryogéniques dans une turbomachine est un enjeu de taille du fait des différents problèmes physiques à traiter. L’écoulement est turbulent, instationnaire, à la fois incompressible dans le liquide et compressible dans les zones diphasiques, avec changements de phase, en présence d’échanges de chaleur, en géométrie tournante. Après une première validation dans une géométrie de venturi de notre modèle basé sur une approche homogène des écoulements diphasiques, la chute de performance en cavitation d’un inducteur en hydrogène a été obtenue, en bon accord avec les résultats expérimentaux
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tel-01680237 , version 1 (10-01-2018)

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  • HAL Id : tel-01680237 , version 1

Citer

Julien Rolland. Modélisation des écoulements cavitants dans les inducteurs de turbopompes : prise en compte des effets thermodynamiques. Mécanique des fluides [physics.class-ph]. INP Grenoble, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01680237⟩

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