Vers la caractérisation du mélange en sortie d'un injecteur coaxial cryotechnique: Effet de la loi de comportement
Chafik Bensalem  1@  , Abdallah Benarous  2, *@  , Djamel Karmed  3@  
1 : Laboratoire Contrôle, Essai, Mesure et Simulation Mécaniques  (LCEMSM)
BP 151, Hay Essalem, Chlef -  Algérie
2 : Université Hassiba Benbouali  (UHBC)
BP 151 HAY ESSALEM CHLEF -  Algérie
3 : Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechnique  (ENSMA-ISAE)
Institut supérieur de l'aéronautique et de l'espace [ISAE], ENSMA
Futuroscope -  France
* : Auteur correspondant

Les investigations expérimentales et numériques ont montré que les meilleures performances propulsives, aussi bien pour les foyers aéronautiques que pour les chambres de moteurs fusée, ne sont atteintes que dans des configurations de mélanges purement gazeux (monophasiques) entre l'oxydant et le combustible.

Par ailleurs, les contraintes technologiques liées à la stabilité, au stockage et au poids, imposent des configurations où l'un des réactifs est injecté sous forme de phase dispersée ou dense. Bien que la plupart des foyers pour moteurs cryotechniques fonctionnent à des pressions supercritiques, les séquences transitoires (allumage, réallumage, extinction) se déroulent sous des régimes subcritiques, voire même, transcritiques.En l'occurrence, les équilibres liquide-vapeur sont prépondérants et les lois de comportement pour la masse volumique des réactifs influent fortement la qualité du mélange turbulent.

Le présent travail est une tentative numérique vers l'analyse de l'influence des formulations des équations d'état pour la masse volumique des réactifs, sur la distribution spatiale de la fraction de mélange et du gradient local de sa masse volumique, pour un cas non réactif. Par conservation du rapport de mélange d'une configuration diphasique subcritique, notamment celle correspondant au point C1 du banc d'essai Mascotte, des calculs volumes finis sont entrepris en formulation Eulérienne sur des couples de réactifs de type GOx/H2 et GOx/CH4.

Les résultats relatifs à la localisation spatiale de la fraction de mélange stœchiométrique et au rapport des masses volumiques sont présentés et discutés, en fonction de la forme de l'équation d'état adoptée, mais aussi par rapport au type de l'espèce combustible.


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