Etude du detachement tourbillonnaire en ecoulement perturbe : application a la debimetrie-vortex

CNRS T Bordereau / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueSIGLEFRFranc

Caractérisation d'un écoulement de gaz sec ou de gaz humide en conduite à l'aide de techniques ultrasonores

La première partie de la thèse concerne les écoulements de gaz sec et poursuit un travail d'une première thèse (Demolis, 1997) sur le développement d'un système de tomographie ultrasonore. Au-delà des possibilités d'un simple débitmètre, la tomographie ultrasonore permet de reconstituer le champ dynamique tridimensionnel d'un écoulement dans une section de conduite cylindrique. Les différences de temps de vol des ondes ultrasonores mesurées entre capteurs disposés autour de la conduite sont utilisées dans un algorithme algébrique itératif afin de remonter aux trois composantes de la vitesse. Cette méthode a été testée avec succès pour mesurer le champ de vitesse 3D d'écoulements d'air calibrés. L'information globale sur le champ dynamique obtenue dans toute une section de conduite donne la possibilité de déterminer les perturbations du profil de vitesse (taux de dissymétrie, intensité de la rotation de l'écoulement). Ce système de mesure non intrusif constitue donc un outil de diagnostic d'écoulement. Une seconde partie a consisté à appliquer des techniques ultrasonores dans le but de caractériser les écoulements diphasiques de gaz humide en conduite (écoulements de type brouillard avec une fraction volumique liquide faible), écoulements présents en sortie de puits d'exploitation du gaz naturel. Une recherche bibliographique a permis d'étudier des modèles de propagation des ondes ultrasonores à travers un milieu diphasique dispersé. Dans la littérature, ces modèles sont développés pour des suspensions de particules solides dans un liquide ou pour des écoulements à bulles. Nous les avons étendus aux écoulements de gaz humide en les validant expérimentalement. À l'aide de ces modèles, les mesures de la vitesse du son et de l'atténuation des ultrasons (avec une méthode multi-fréquence) à travers ce brouillard en écoulement permettent de déduire les valeurs moyennes du titre (fraction liquide) et de la taille des gouttelettes dans l'écoulement diphasique.TOULOUSE-ISAE (315552318) / SudocSudocFranceF

Fuel vapor concentration measurements on droplets by infrared extinction

Cette thèse présente l'étude de la mesure de la concentration de vapeur de carburant autour de gouttes en évaporation dans un jet de gouttelettes mono-dispersés et dans un brouillard au moyen de la technique par Absorption InfraRouge (AIR). L'étude bibliographique montre les limitations de la méthode utilisant la Fluorescence Induite par Laser (FIL) pour mesurer les concentrations de vapeur de carburant dans ces configurations. En raison de ces difficultés aucune quantification complète de l'évaporation dans un jet de gouttelettes en interaction ne peut être obtenue en utilisant cette technique. L'objectif de cette thèse est d'évaluer les possibilités quantitatives de la méthode AIR comme technique complémentaire ou alternative à la méthode FIL. Les moyens expérimentaux et les post-traitements des données développées pour cette recherche sont présentés. Une simulation numérique simplifiée du processus d'absorption dans un jet de gouttelettes est développée pour permettre des comparaisons avec les résultats expérimentaux. Les capacités de la méthode AIR à quantifier le champ de vapeur dans un jet de gouttelettes mono-dispersés d'acétone et dans un brouillard de n-octane sont évaluées par comparaisons aux résultats d'expérience et de simulations numériques publiés. Les perspectives de développement de la méthode AIR pour quantifier la concentration de vapeur autour de gouttelettes sont discutées.TOULOUSE-ISAE (315552318) / SudocSudocFranceF

Use of faraday instabilities to enhance fuel pulverisation in air-blast atomisers

International audienceThe atomization of liquids into a spray is an important process in many industrial applications and particularly in the aero-engine sector. Conventional air-blast injectors in aircraft engines today use aerodynamic shearing effects to atomize the liquid fuel. However, at operating conditions where the air velocity is below 30 m/s (such as ground start and high altitude restart) the atomization quality is poor. Consequently combustion is less efficient with high pollutant emissions. The objective of this study is to validate a new concept of injector which couples the shearing effects with the principle of ultrasonic atomization. The latter consists of using piezoelectric actuators to generate the oscillations of a wall in contact with the liquid film. This excitation perpendicular to the liquid film surface creates Faraday instabilities at the liquid/air interface. Amplitudes higher than a defined threshold value induce the break-up of ligaments and the formation of droplets