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Languages: French
Types: Article
Subjects: Interactions gouttes/paroi, Chambres de combustion, Régimes d'impact, Splashing, Mesure de taille de goutte, 621.042
Les écoulements en phase dispersée sont présents dans de nombreux procédés industriels. En particulier, dans les moteurs à combustion interne ou en propulsion aéronautique et spatiale, le mélange est réalisé par injection du carburant liquide dans l’air environnant. L'efficacité de la combustion et le niveau de production de polluants dépendent très fortement de la qualité de la pulvérisation de carburant (phénomène d’atomisation). Les caractéristiques de la phase dispersée peuvent être modifiées par l'interaction du brouillard avec les parois de la chambre de combustion, processus qu’il convient de comprendre, prévoir et quantifier pour l'optimisation des performances des moteurs. Ce travail de thèse a donc consisté à étudier expérimentalement puis à modéliser les différents processus physiques liés à l’interaction entre des gouttes de carburant et une paroi chaude. Une classification des différents régimes observés est tout d’abord proposée, sur la base d’une classification existante étendue à l’aide des données expérimentales obtenues dans le cadre de cette thèse. Ensuite, une étude détaillée du régime dit de « splashing » est entreprise ; l’avancée principale de cette étude provient de l'élaboration d’une corrélation permettant de calculer la distribution en taille des gouttes secondaires générées à la suite du splashing, cette corrélation prenant en compte non seulement les caractéristiques de la goutte incidente, mais également la température de la paroi. Enfin, l’ensemble des phénomènes est intégré au sein d’un modèle global d'interaction gouttes/paroi qui permet de déterminer, pour chacun des régimes, le devenir de la goutte incidente. Ce modèle a par ailleurs été validé à l’aide de résultats expérimentaux provenant de la littérature. Dispersed phase flows exist in many industrial processes. Especially inside internal combustion engines, in aeronautical or space propulsion, the mixing is done by injecting fuel to the ambient air. Combustion efficiency and the level of pollutant emissions strongly depend of the quality of fuel pulverisation (atomisation phenomenon). The main characteristics of the dispersed phase can be modified by the interaction of the mist with the wall of the combustion chamber. This phenomenon requires further investigation, in order to optimise the yield and performances of engines. This PhD work consisted in studying experimentally the physical phenomena involved in the droplet/wall interaction process and then in modelling them. A classification of the main regimes has first been elaborated. Then a detailed survey of the “splashing” regime has been carried out: the major breakthrough resides in the definition of a correlation which allows the calculation of secondary droplets size distribution, taking the wall temperature into account. Finally the entire experimental work is integrated inside a global droplet/wall interaction model, which enables us to know the outcome of incident drops. This model has been validated by means of experimental data coming from the literature.
  • No references.
  • No related research data.
  • No similar publications.

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