Contribution à la modélisation numérique de la détente d’un jet d’azote sous haute pression et basse température

Abstract

L’impact d’un jet d’azote supercritique sur une surface solide pour son traitement (opérations de décapage ou de découpe) est un procédé nouveau et très peu de travaux concernant cette technologie existent à ce jour. L’objectif de ce travail est d’étudier, par le biais de simulations numériques, l’écoulement axisymétrique, compressible et turbulent, d’azote sous haute pression et basse température, injecté au travers d’une buse et impactant sur une paroi. L’étude est effectuée à l’aide du code de calculs commercial aux volumes finis Fluent®. Une équation d’état spécifique aux fluides réels et basée sur une formulation explicite de l’énergie libre de Helmholtz est utilisée afin de prendre en compte les fortes variations des propriétés thermo-physiques de l’azote lors de la détente. Les résultats numériques obtenus, représentant les contours du nombre de Mach, ainsi que la pression statique et la température sur l’axe du jet, sont présentés afin de caractériser la structure de l’écoulement. Ils sont comparés à ceux obtenus lorsque le fluide est considéré comme parfait