Etude de la pulvérisation assistée en air d'une nappe liquide et influence d'un vent ionique sur les instabilités hydrodynamiques

Other literature type French OPEN
Larricq-Fourcade, Cédric (2006)
  • Subject: Injecteurs aérodynamiques | Pulvérisation assistée | Instabilités hydrodynamiques | Nappes liquides | Actionneurs plasmas | Vent ionique | 532

La pulvérisation assistée en air est utilisée dans les systèmes d’injections des turbomachines et repose sur le principe de l’injection d’une nappe liquide annulaire fine (~300 µm) qui est cisaillée et fragmentée par deux écoulements gazeux de part et d’autre de l'anneau liquide. Ce type de pulvérisation manque d'efficacité lorsque la vitesse des écoulements d’air est faible (<30 m/s). Cette étude s’articule autour des deux objectifs que sont une meilleure compréhension du phénomène de pulvérisation assistée en air de nappe liquide et une implémentation d’outils technologiques, appelés actionneurs, destinés à améliorer l'efficacité de la pulvérisation. Des expériences ont été mises en place avec un injecteur simplifié pour étudier et modéliser la fragmentation de nappes liquides planes d'eau, d’éthanol et de kérosène. L'influence que pourrait avoir sur ce phénomène l'utilisation d’actionneurs plasmas a par la suite été mesurée. Ces actionneurs produisent un écoulement aérodynamique par l'intermédiaire de la génération de décharges électriques de surface (couronne ou DBD). Ce phénomène est appelé « vent ionique » et est utilisé dans notre application pour augmenter le cisaillement aérodynamique responsable des instabilités hydrodynamiques qui mènent à la pulvérisation de la nappe liquide. Some current turboreactor combustion chambers are supplied with kerosene by air-assisted injectors. The latter generate an annular liquid sheet at low speed. The formation of fuel spray is caused by the shearing of this sheet by two co-air flows. Such atomization produces a spray made up of numerous small droplets in the case of high-velocity air flows (above 50 m/s). However during the motor ignition phase, air flow velocities are low (30 m/s) and the quality of the atomization is lower, resulting in ignition problems. This thesis aims at studying the air-assisted atomization of plane liquid sheets and carrying out experiments with ElectroHydroDynamic (EHD) actuators. Experiments on water, ethanol and kerosene sheets were carried out and two kind of EHD actuators were tested. Those ones generate an air flow near the wall thanks to surface gas discharges (corona or DBD). This phenomenon, called “ionic wind", is used in our application in order to enhance the aerodynamic shear rate and V thus, amplify the liquid instabilities.
Share - Bookmark