Etude énergétique des processus d'atomisation primaire (application au comportement des injecteurs essence basse pression à triple disque)

Cette étude s'intéresse aux processus d'atomisation générés par une buse triple disque dédiée à l'injection indirecte essence. L'approche consiste à considérer toutes les étapes de la production des sprays, depuis la caractérisation de l'écoulement interne (FLUENT) jusqu'à l'analyse des distributions de taille des sprays (Formalisme d'Entropie Maximum). L'étude de la rupture de l'écoulement liquide repose sur une approche originale d'analyse d'images. Le processus d'atomisation est vu comme une croissance de l'interface entre les phases liquide et gazeuse. Ainsi, une technique de mesure locale d'interface a été développée à partir d'images des écoulements en sortie d'injecteur. Elle conduit à la détermination de l'étirement local de l'interface, permettant de mieux appréhender les processus d'atomisation et leur origine. En parallèle, il a été montré que les interfaces sont des objets fractals. Cette caractéristique des processus d'atomisation trouve son origine dans la nature turbulente des écoulements impliqués. Tous ces résultats ont abouti à l'établissement d'une cartographie à deux dimensions permettant une classification de tous les comportements observés. Ces deux dimensions sont l'énergie cinétique de la composante non axiale de l'écoulement de sortie et l'énergie cinétique de turbulence. Cette classification organise de façon cohérente les évolutions de l'expansion de l'écoulement de sortie, de l'étirement et de la dimension fractale de l'interface, ainsi que des caractéristiques mathématiques des distributions de tailles. En outre, elle délimite clairement une zone à prohiber caractérisée par une atomisation pauvre.This study describes the atomization processes generated by triple-disk nozzles dedicated to port-fuel injected engines. The approach consists in considering all the stages of the spray production, from the internal flow characterization (FLUENT) to the spray drop size distribution analysis (Maximum Entropy Formalism). The study of the intermediate phase, the disintegration of the liquid flow, lies on an original image analysis approach. The atomization process is seen as a growth of the interface between the liquid and gas phases. Thus, a local interface measurement technique was developed and applied to images of the flows that issue from the injector. It led to the determination of the local stretching of the interface, allowing a better understanding of the atomization processes and of their origin. In parallel, it was shown that the interfaces are fractal objects. This characteristic of the atomization processes finds its origin in the turbulent nature of the implied flows. All these results led to the establishment of a two-dimension cartography, allowing a classification of all the observed behaviours. These two dimensions are the non-axial kinetic energy components and the turbulent kinetic energy. This classification organizes in a coherent way the evolutions of the exit flow expansion, stretching and fractal dimension of the interface, as well as mathematical characteristics of the drop size distributions. Moreover, it clearly delimits a zone to be prohibited, characterized by a poor atomization.ROUEN-BU Sciences (764512102) / SudocROUEN-BU Sciences Madrillet (765752101) / SudocSudocFranceF