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Thèse V. Gosselin - 23 janvier

16 novembre

Étude expérimentale de la formation d’un spray à partir d’un film liquide annulaire cisaillé

Soutenance de thèse Valentin Gosselin

Sous réserve d’autorisation par les rapporteurs

Mercredi 23 janvier à 10h30 - Amphithéâtre Nougaro

Résumé :

Un moyen d’accroître l’efficacité et de réduire la pollution dans les domaines du transport et de l’énergie consiste à concevoir des injecteurs de carburant ayant une meilleure atomisation. Durant cette thèse, des expériences ont été effectuées sur un injecteur airblast souvent utilisé dans les turbines à gaz. Pour réaliser ces expérimentations, un dispositif modèle en configuration cylindrique a été créé afin d’étudier le cisaillement d’un film d’eau soumis à un écoulement d’air interne à forte vitesse.
La technique d’imagerie rapide par ombroscopie a été utilisée pour analyser le développement du film liquide (fréquence et célérité des ondes) et l’atomisation de la nappe en sortie d’injecteur (modes de rupture). La modification des paramètres d’injection (vitesse des écoulements) a révélé un lien entre la topologie du film liquide et le régime d’atomisation primaire. Finalement, à titre exploratoire, l’influence de la géométrie de l’injecteur (longueur de préfilm) sur le mode d’atomisation primaire a également été mise en évidence.
Mots-clés : atomisation, nappe liquide, préfilm, airblast, imagerie rapide.


Abstract :

One way to increase efficiency and reduce pollution in the transportation and energy domain is designing fuel injectors with better atomization. In this thesis, experiments were performed on a prefilming airblast atomizer often used in gas turbines. For this purpose, a model device with a cylindrical configuration was created to study the shearing of a film of water subjected to an internal high speed air flow.
High speed shadowgraphy technique was used to analyse the development of the liquid film (frequency and wave celerity) and the atomization of the sheet at the injector outlet (breakup mode). The modification of the injection parameters (velocity of flows) revealed a link between the topology of the liquid film and the primary atomization regime. Finally, the influence of the geometry of the injector (prefilming length) about the mode of primary atomization was also highlighted with an exploratory study.
Keywords : atomization, liquid sheet, prefilming, airblast, high speed imaging.

Jury :

  • Frédéric Grisch : Prof. Université de Rouen (rapporteur)
  • Luis Le Moyne : Prof. Université de Bourgogne (rapporteur)
  • Véronique Roig : Prof. Toulouse INP (examinateur)
  • Rudy Bazile : MdC, Toulouse INP (Directeur de thèse)
  • Bernard Ferret : MdC UPS (Co-encadrant, membre invité)