Modélisation multi-physique d'un moto-compresseur centrifuge hermétique.

Multi-physical modelling of an hermetic centrifugal compressor

• Auteur / Autrice : Philippe Nguyen
• Direction : Philippe Desevaux, Philippe Baucour, Frédéric Dubas
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Énergétique
• Date : Inscription en doctorat le 02/03/2021
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : FEMTO-ST Franche Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Département Énergie

Mots clés

Mots clés libres

Modélisation multi-physique

Circuits équivalents

Méthode en sous-domaines

Méthode des volumes finis

Moto-compresseur

Multi-physical modelling

Equivalent circuits

Subdomains Technique

Finite volume method

Compressor

Résumé

L'objectif de cette thèse est de développer un outil de modélisation numérique rapide et fiable permettant l'étude du comportement thermique du moteur électrique de compresseurs hermétiques de puissance supérieure à 100kW. Le modèle numérique doit être adapté à la géométrie de la machine électrique étudiée, aux propriétés des matériaux et à la nature du gaz. La précision devra être suffisante pour permettre une confrontation avec les mesures issues d'un banc d'essai dédié à échelle réduite mais aussi des moteurs instrumentés en production.Cette comparaison directe mettra vraisemblablement en avant des écarts entre le calcul numérique et les mesures, pouvant provenir de plusieurs sources : localisation approximative des sondes, écarts sur les valeurs de pertes ou modélisation inexacte du système thermique équivalent. Une méthodologie numérique d'optimisation sera mise en place afin de mettre en phase les prédictions numériques et les observations. L'outil numérique développé rendrait donc possible une optimisation du système en phase d'avant-projet client et permettrait d'envisager le suivi de performance et de dégradation du moteur en temps réel.

The objective of this thesis is to develop a fast and reliable numerical modeling tool allowing the study of the thermal behaviour of the electric motor of hermetic compressors with more than 100kW power. The numerical model must be adapted to the geometry of the electrical machine under study, the properties of the materials and the nature of the gas. The accuracy must be sufficient to allow a comparison with the measurements taken from a dedicated test bench on a reduced scale but also from the instrumented engines in production. This direct comparison will probably highlight discrepancies between the numerical calculation and the measurements, which may come from several sources: approximate probe location, differences in loss values or inaccurate modelling of the equivalent thermal system. A numerical optimization methodology will be implemented to bring numerical predictions and observations into line. The digital tool developed would therefore make it possible to optimise the system in the customer's pre-project phase and make it possible to monitor the performance and degradation of the engine in real time.