Expérimental study of lean aeronautical ignition : impact of critical parameters on the mechanisms acting along the different ignition phases / Javier Marrero Santiago ; sous la direction de Gilles Cabot et de Bruno Renou

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : anglais / English

Avions -- Moteurs -- Allumage

Écoulement diphasique

Flamme

Chambres de combustion

Fluorescence induite par laser

Toluène

Vélocimétrie laser Doppler

Vélocimétrie par images de particules

Cabot, Gilles (1964-.... ; enseignant-chercheur en génie thermique) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Renou, Bruno (1972-.... ; chercheur en énergétique) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Pastor, José-Vincente (19..-....) (Président du jury de soutenance / praeses)

Hochgreb, Simone (19..-.... ; chercheuse en énergie) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Bellenoue, Marc (19..-.... ; chercheur en structures de flamme et combustion) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Riber, Eleonore (1979-....) (Membre du jury / opponent)

Cayre, Alain (19..-.... ; ingénieur en industrie aéronautique) (Membre du jury / opponent)

Normandie Université (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (Saint-Etienne-du-Rouvray ; 1985-....) (Autre partenaire associé à la thèse / thesis associated third party)

Complexe de recherche interprofessionnel en aérothermochimie (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; 1967-....) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : La certification des moteurs aéronautiques impose des fortes réductions des émissions polluantes. Une des solutions adoptées par les constructeurs est d'introduire la combustion pauvre dans les nouvelles chambres. Cette configuration pose des problèmes de stabilité de flamme et de ré-allumage en altitude. Le ré-allumage des moteurs doit être garanti et il y a une nécessité réelle de mieux comprendre les interactions complexes et multi-physiques guidant ce processus. Cette étude expérimentale vise les différentes phases de l'allumage aéronautique dans deux chambres swirlées, confinées diphasiques. Un foyer mono-injecteur permet d'analyser le développement du noyau de flamme dans ses premiers instants et de décrire comment les interactions avec l'écoulement local peuvent conduire à une réussite d'allumage ou à une ratée, via différents mécanismes. Une chambre multi-injecteur est dédiée à analyser la propagation de la flamme entre injecteurs pour différents espacements et carburants.

Résumé / Abstract : Jet engine certification undergoes more and more stringent controls that impose a strong reduction of pollutant emissions. As a response, designs move towards lean combustion, which raises difficulties relative to combustion stability and re-ignition capabilities in high altitude. The use of liquid fuels in real chambers introduces new variables into the ignition process, which involves complex simultaneous multi-physical interactions. The present experimental investigation addresses different phases of aeronautical ignition in two different confined, swirled, spray jet chambers. A single-injector facility is used to study the initial flame kernel development and interaction with the flow leading to successful ignition or misfire, following different mechanisms. A multi-injector facility enables the investigation of flame propagation between injectors, which is also governed by the local flow. Here, inter-injector distances are varied and fuels of different volatilities are tested.