Analyse des écoulements dans un ensemble ''roue directrice de sortie, diffuseur, tête de chambre de combustion''

Analysis of flow in a set of ''outlet guide vane, diffuser, combustion chamber''

• Auteur / Autrice : Emilie Fabert
• Direction : Jean-Noël Gence
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique des fluides et acoustique (Rhône)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Expériences

Écoulement instationnaire (dynamique des fluides)

Compresseurs -- Aérodynamique

Mécanique des fluides

Mots clés libres

Diffuseur de décharge

Chambre de combustion

Résumé

Le dispositif étudié concerne un ensemble ''grille directrice de sortie, diffuseur, chambre de combustion''. Ce dernier doit réaliser une bonne récupération de pression statique sous différentes conditions d'alimentation et de prélèvement. En effet, la réduction de l'encombrement axial et la diminution des pertes sont un enjeu majeur dans la conception des nouveaux moteurs, et l'amélioration des performances de ce type de dispositif ne peut se faire que par une compréhension des phénomènes intervenant dans ces éléments. Il est également indispensable de prendre en compte leurs interactions. Cette étude expérimentale offre la possibilité de réaliser des mesures complètes et détaillées de l'influence des conditions amont et aval sur un diffuseur de chambre de combustion par le test de configurations modulaires avec des possibilités de réglages (débits de contournement) de plus en plus complexes. Certaines des configurations testées permettent de générer des écoulements incidents présentant plusieurs niveaux de turbulence. Les cartes des isovaleurs des grandeurs aérodynamiques ainsi que des relevés de pression pariétale seront obtenus entre les différentes sections pour l'ensemble des configurations testées. Des visualisations pariétales sont possibles au sein du diffuseur. Cette étude présentera également une critique des résultats issus de la sonde de pression directionnelle principalement utilisée, et des corrections des angles d'écoulement seront proposées notamment basées sur des mesures laser. Ces mesures PIV stéréoscopiques seront réalisées dans une configuration permettant de s'affranchir des problèmes d'accès optiques et seront validées par la mise en place d'un critère basé sur la continuité.

The studied facility concerns a set of ''outlet guide vane, diffuser, combustion chamber''. This should realize a good recovery of static pressure under different feeding and bleed conditions. In deed, the reduction of the axial dimensions and the decrease of losses are a major issue in the design of new engines, and the improvement of performance of such devices can be achieved only through an understanding of phenomena occurring in these elements. It is also essential to take into account their interactions. This experimental study offers the possibility to perform detailed and comprehensive measures of the influence of upstream and downstream conditions on a combustor diffuser by testing modular configurations with more and more complex option settings (bypass flow). Some tested configurations can generate incident flows with several levels of turbulence. The isovalue maps of aerodynamic magnitudes and parietal pressure survey can be obtained between the different sections for all tested configurations. Parietal visualizations are possible within the diffuser. This study will also review the results gained with the pressure probe mainly used, and corrections to the flow angles will be proposed on the basis of laser measurements. These stereoscopic PIV measurements are performed in a configuration to overcome the problems of optical access and will be validated by the establishment of a criterion based on continuity.