Lire la première partie

De
Publié par

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
Lire la première partie de la thèse

  • analyse de l'ecoulement moyen

  • description du banc experimental

  • presentation des resultats

  • conclusion sur les calculs sge

  • simulations par la methode sge

  • monodisperses de l'ecoulement particulaire

  • influence du parametre ?sep

  • parametres numeriques des calculs


Publié le : mardi 19 juin 2012
Lecture(s) : 65
Source : ethesis.inp-toulouse.fr
Nombre de pages : 88
Voir plus Voir moins
Lire lapremièrepartie de la thèse
Deuxiemepartie
Applicationalacongurationacad´emique de Sommerfeld et Qiu (1991)
. .
. . .
. .
. . .
. .
. . . .
. .
.
. .
. . .
119
. .
. .
. . .
. .
. . .
. . . . . . . . . . . . . . . . .
Pre´sentation de la conguration 6.1Dispositifexp´erimental........... 6.1.1Protocoleexp´erimental....... 6.1.2Descriptiondubancexp´erimental. 6.1.3Re´gimeop´eratoiredanslexp´erience 6.2 Precedentes e´tudes de la conguration . . . ´ ´ 6.2.1 Simulations par la me´thode RANS . 6.2.2 Simulations par la me´thode SGE . . 6.3 Aspects nume´riques des calculs SGE . . . . 6.3.1 Maillage pour la SGE . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
. .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
des
Table
Matieres
127
.
.
.
.
113
.
7.4
113
. . .
. .
6
120
. . . .
6.3.2 Les conditions aux limites . . . . . . . . . 6.3.3Parametresnum´eriquesdescalculs..... 6.4 Organisation des calculs SGE . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
. .
. . .
. .
.
.
.
.
. . .
. 124
. .
. . . .
. .
.
. .
. . .
120
. .
. .
. . .
. .
. . .
. .
. . . .
. .
.
Pr´esentationdesr´esultats 7.1R´esultatsdescalculsSGEdele´coulementgazeux.................. 7.1.1Visualisationdele´coulementinstantan´e................... 7.1.2Analysedel´ecoulementmoyen....................... 7.1.3 Conclusion sur le calcul SGE de l’ e´coulement gazeux . . . . . . . . . . . 7.2 Re´sultats des calculs SGE monodisperses de l’ e´coulement particulaire . . . . . . . 7.2.1 Visualisation de l’ e´coulement instantane´ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.2Analysedel´ecoulementmoyen....................... 7.2.3 Conclusion sur les calculs SGE monodisperses de l’ e´coulement particulaire 7.3 Re´sultats des calculs SGE polydisperses de l’ e´coulement particulaire . . . . . . . .
123
. . .
. .
.
.
.
.
.
.
.
. 127
.
.
. 127
.
. .
. . . .
. .
. . .
. .
. . .
. .
.
. .
. . .
120
. . .
. .
.
. .
. . . .
.
.
.
. 142
. 139
.
.
.
.
.
. 168
.
.
.
.
.
.
.
.
. 139
.
.
. 130
.
. 139
.
.
.
.
.
.
.
.
7
. 194
.
.
.
.
. 188
.
.
.
.
. 194
.
.
.
.
.
.
.
.
.
. 174
7.3.1 Comparaison des calculs monodisperses et polydisperses . . . . . . . . . . 7.3.2Inuenceduparametreu: comparaison des calculs P1, P2 et P4 . . . . . 7.3.3Inuenceduparametreτsep . . . .: comparaison des calculs P3, P4 et P5 . 7.3.4 Conclusion sur les calculs SGE polydisperses de l’ e´coulement particulaire . Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 174
. 181
.
.
.
.
.
.
TABLEDESMATIERES
112
Chapitre
6
Pre´sentation
6.1
de
la
Dispositifexp´erimental
conguration
La conguration de Sommerfeld & Qiu [177,178el´etagedecombudoeelispmil´demnutse]oitsn duneturbineagaz.Eneffet,cebancexpe´rimentalconcentredeuxcaracte´ristiquesdunfoyerdeturbinea gaz : une injection de particules solides de diametres varie´s qui simule l’injection de gouttes de carburant dans un injecteur industriel, udniruet.leirtsnuvuomnemeredttatondioaelreir´eprestntafiudwsriolbtenudansuninjec
Le´coulementdiphasiquetournantpr´esentdanscettecongurationmetdoncenjeuungrandnombrede ph´enomenesobserve´sdanslesfoyersa´eronautiques.Onpeutnotammentciterlesinstabilite´slie´esaux couchesdeme´langeoulinteractionturbulenteentrelaphasedispers´eeetlaphaseporteuse.Deplus,cette conguration se focalise uniquement sur la dispersion d’un nuage de gouttes polydisperses dilue´, ce qui simpliegrandementlaproble´matiqueassoci´eealaphasedisperse´e.
6.1.1
Protocole expe´rimental
Ande´tudiercesphe´nomenes,unprotocoleexpe´rimentaltresrigoureuxa´ete´misenplaceande pouvoir´etudierlesdeuxphasesquicoexistentdansl´ecoulement.Ceprotocoleexp´erimentalconsisteno-tamment a: Bmesurer a temps re´guliers la distribution de tailles de particules des. Cette proce´dure de v´ericationpermetdassurerunefaibleproportiondeparticulesnonsphe´riques(<2%dans cette expe´rience) et aussi de conserver la meˆme distribution de tailles pour les particules d’ensemencement en renouvelant la population de ces particules si besoin apres chaque mesure. Becemtnibesnmeneticulesderdespartusiliueriamat´ˆememudsee´utitsnocsaismtetipeusplen quelesparticulesrepr´esentativesdelaphasedispers´ee. Deux raisons expliquent ce choix : la ´ethodePDA(section8.2.3)´etantutilise´epourcaract´erisersnmetmeemˆpeles deux phases, il faut m que la taille mesure´e des particules de´pende uniquement de leur taille re´elle et non pas aussi de l’in-dicedere´fractiondumate´riauquilescompose.Onpourraainsimesurerlescaract´eristiquesdela phase porteuse via les particules d’ensemencementenpr´esencedes particules repre´sentatives de la phasedispers´ee.Deplus,leprocessusdecomptagedesparticulesdensemencement1a une probabi-
1particules d’ensemencement, il faut discriminer la population des grosses particules. Le processusAn de pouvoir compter les dediscriminationdesparticulesparlimitationdephasea´ete´sugge´re´parHardalupas&Taylor[80].
´ PRESENTATION DE LA CONFIGURATION
lit´emaximaledacquisitionvers1.5µmqui garantit que les particules capte´es ont un comportement, ce de traceur de l’ e´coulement gazeux. Bacqu´eruserasfnuribmontianonlldntch´echaqssuratiouestserudnmee. Cela se traduit par la capture de 2000 e´chantillons pour reconstruire les vitesses moyennes et uctuantes du gaz. Pour la phase disperse´e, on reconstruit les vitesses moyennes et uctuantes pour certaines classes de taille de particuleapartirde18000´echantillons.Letempsdacquisitionsesitueentre15et30minutespour chaque station de mesure. Ceprotocoleapermisdobteniruneexcellentereproductibilit´edesr´esultatsexp´erimentauxtoutenoffrant desdonn´eesdentr´eeablespourlessimulationsnum´eriquesentreprisessurcetteconguration(cf.lasec-tion 6.2).
6.1.2
Descriptiondubancexp´erimental
FIG. 6.1 -Conguration de Sommerfeld & Qiu [177] - Vue d’ensemble et dimensions du banc expe´rimental.
Lebancexpe´rimentalestasym´etrieder´evolutioncommeonpeutlevoirsurlaFig.6.1.Cebanccom-portelese´l´ementssuivants: B primaire permet d’injecter de l’air avec des particules. Aucunl’injecteur compte 2 e´tages. L’ e´tage mouvement de giration n’est donn e´ al’ e´coulement dans cet e´tage. L’ e´tage secondaire enserre l’ e´tage primaire et soufe uniquement de l’air avec un mouvement de giration, ce qui permet d’atteindre un nombre de swirl de 0.47 en sortie d’injecteur. Bla chambre de test est une chambre aexpansion brusque avec une augmentation de la section de passage de l’ordre de 9.2. Cette chambre a une longueur de 1.5m. Bdereaiinchamuneetrabrediuqnsilloitatsenacplea´eouubeltdcaahbmeredettsacrl´etudepr´elim
114
6.1Dispositifexp´erimental
Sommerfeld & Krebs [176de section en bout de chambre avait une forte] a montre´ qu’une restriction inuence sur l’e´coulement en amont, notamment sur la zone de recirculation centrale. Ce dispositif expe´rimental a fait l’objet d’un grand nombre de mesures (Sommerfeld & Qiu [177,178]). Ainsi,oncompte8stationsdemesurenonuniforme´mentr´epartiessurunelongueurde315mmenavalde l’injecteur. Pour chaque station de mesure, on a ainsi acc es aux grandeurs suivantes : Bsur la phase porteuse, les statistiques moyennes des composantes axiales, radiales et azimuthales des vitesses moyennes et uctuantes. Bmoyennes des composantes axiales, radiales et azimuthalessur la phase particulaire, les statistiques des vitesses moyennes et uctuantes sur l’ensemble de la population de particules. Les meˆmes statis-tiquessontextraitespourtroisclassesdetaillede10micronsde´paisseurcentr´eessur30,45et60 µm. Bde diametre moyen en nombre (des prols radiaux D103.1) ont aussi e´te´ fournis an dedans la Table localiser spatialement les particules selon leur diametre. Bsumedeon.rele´ovtiluduonxaualxissameuqiapnecitrulesestaussimesu´recaahuqseatit
Lalocalisationdesplansdemesureexp´erimentauxestdonne´esurlaFig.6.2.(x=0)correspondaufondde chambre.
6.1.3
FIG. 6.2 -Conguration de Sommerfeld & Qiu [177.atisaloc-L]ceuonadsselpoidntauximenp´erpeex
R´egimeope´ratoiredanslexpe´rience
La Table 6.1 de´crit les caracte´ristiques de l’ e´coulement diphasique dans la conguration de Sommerfeld & Qiu [177´tempeta5Pa)1023eu1(reqips´herutsexp´eriesmesure]L.onsimoataesesprtnostiaftnemsela era ambiante (293K). Ladistributiondetailledesparticulesa´ete´mesur´eeexp´erimentalementsurlintervalle[0; 128]µm. La Figure 6.3 pre´sente les 40 classes de 3.1µm d’ e´paisseur qui repre´sentent la re´partition expe´rimentale en nombre et en volume des tailles de particule. Le diametre moyen en nombreD10lu´e.0a45est´evaµm dans les mesures experimentales. ´
115
Soyez le premier à déposer un commentaire !

17/1000 caractères maximum.