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Languages: French
Types: Article
Subjects: Instabilités de combustion HF, Champ acoustique transverse, Ecoulements diphasiques, Trajectoires, Déformations, Pulvérisation secondaire, Evaporation, PLIF, 532
Pour certaines conditions de fonctionnement, des instabilités de combustion hautes fréquences (HF) se développent dans les chambres de combustion des moteurs-fusées à ergols liquides. Celles-ci se présentent sous la forme d’ondes acoustiques et peuvent provoquer la destruction du lanceur. Un montage expérimental a été mis au point afin d'améliorer les connaissances concernant les trajectoires, la pulvérisation secondaire et l’évaporation d’un jet de gouttes monodisperses en présence d’un champ acoustique transverse intense. Une solution analytique de l'équation du mouvement de Stokes permet d’expliquer la forme sinusoïdale du jet. Cependant, pour simuler sa dispersion réelle, il est nécessaire de résoudre l'équation de Basset-Boussinesq et Oseen en tenant compte de tous les termes instationnaires. Des variations de hauteur entre les gouttes ainsi que des amas ont aussi été observés. Les simulations numériques montrent que les pertes acoustiques au niveau de l’orifice d’entrée des gouttes dans le montage en sont à l'origine. La pulvérisation secondaire des gouttes a été observée à partir d’un champ acoustique de 150 dB et pour des nombres de Weber faibles (We≈1). Les premiers résultats obtenus par PLIF concernant la répartition de vapeur autour du train de gouttes sont ensuite présentés. Enfin, un code numérique rend compte d’une accélération de l’évaporation dans un champ acoustique transverse par rapport à celles dans un champ longitudinal ou dans un écoulement stationnaire. De plus, le code montre que les effets sur l'évaporation ne commencent qu’à partir de 150 dB. High frequency combustion instabilities can occur in liquid propellant rocket engines. Those acoustic waves can destroy the rocket. An experimental setup has been developed to enhance knowledge about trajectories, breakup and vaporization of mono-size droplets in an intense transverse acoustic field. An analytical solution of the Stokes’ movement equation explains the sinusoidal shape of the jet but, to simulate properly jet dispersion, it is necessary to solve the Basset-Boussinesq and Oseen equation with all unsteady terms. Some variations in droplet spacing and some clusters formation have also been observed. Numerical simulations show that acoustic losses in the setup inlet explain those visualizations. Secondary breakup has been observed with acoustic field from 150 dB and for low Weber number (We≈1). First results of PLIF measurements of vapor concentration around droplet in a transverse acoustic field are also presented. Finally, a numerical code shows that droplet vaporization rate is higher in a transverse acoustic field than in a longitudinal one or than in a stationary field. Moreover, acoustic field begins to affect droplet vaporization from 150 dB.
  • No references.
  • No related research data.
  • No similar publications.

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