ModÃ©lisation de l'Ã©coulement diphasique dans les injecteurs Diesel

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10 NOMENCLATUREIndices0 Se rapporte à l’orifice d’injection1 Se rapporte à la goutte mère2 Se rapporte à la goutte filleaCaractérise l’advection dans l’orifice de l’injecteurbuSe rapporte au breakupcSe rapporte à une grandeur caractéristique, ou à la vena contractachSe rapporte à la sortie de l’injecteurgSe rapporte au gazgeoGéométriquei, j, k Indice de maillein itSe rapporte aux conditions initialesin jSe rapporte à l’amont de l’injecteurlSe rapporte au liquiderelRelatif liquide-gaztRelatif à la turbulencex, y, z Se rapportent à une coordonnée cartésienneExposants0 initialTMatrice transposèeAutres symbolesQuantité moyennée au sens de Reynolds˜Quantité moyennée au sens de Favre< · · · > Opérateur de moyenne d’ensembleAbréviationsF I EV COV O Fpour Fuel Injection Equipmentpour Valve Covered Orificepour Volume Of Fluid
Table des figures1 À gauche : principe de l’injection indirecte en Diesel. À droite : principe de l’injection directe. 152 Système d’injection common-rail [23]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161.1 Étage basse pression d’un circuit common-rail Bosch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.2 Étage haute pression d’un circuit common-rail Bosch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.3 Injecteur Bosch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221.4 Zoom sur la chambre de commande de l’injecteur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231.5 Différents types de nez d’injecteurs [23]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.6 Diagramme (P,T) d’un corps pur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251.7 Séparation de la couche limite et zone de recirculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261.8 Représentation de la cavitation partielle dans un injecteur. L’écoulement est de gauche àdroite. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271.9 Représentation de la supercavitation dans un injecteur. L’écoulement est de gauche à droite. 271.10 Représentation de l’hydraulic flip dans un injecteur. L’écoulement est de gauche à droite. 271.11 Apparition de la vena contracta. En haut : schéma montrant la zone de contraction. Enbas : profil de pression le long de l’écoulement. L’écoulement se fait de gauche à droite. . 291.12 Visualisation de la cavitation pour P inj = 120bar, et P c h = 40bar. L’écoulement se faitde droite à gauche [56]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301.13 Lâcher de poches dans l’écoulement, déroulement chronologique . . . . . . . . . . . . . . 311.14 La section de passage du liquide n’est pas forcément égale à l’aire géométrique. Cas (a) :la section de passage est diminuée, la vitesse augmente. Cas (b) : la section de passagereprend sa valeur initiale, mais la vitesse diminue car est influencée par l’arrivée d’unepoche de cavitation en cours de collapse. Voir également la figure 2.11 pour l’impact sur lespray. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321.15 Schéma de visualisation de la cavitation en fil dans un injecteur 6 trous, vue du dessous.Les images sont prises à des intervalles de temps de 100µs [6]. . . . . . . . . . . . . . . . 331.16 Visualisation de la cavitation en fil dans un injecteur transparent [53]. . . . . . . . . . . . 331.17 Ecoulement instationnaire dans une buse d’injecteur pour différentes pressions dans larampe [12]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341.18 À gauche : singularités de jets issus d’un injecteur VCO taille réelle. À droite : même typede singularités pour une maquette d’injecteur VCO à grande échelle . . . . . . . . . . . . 351.19 Ecoulement secondaire présent dans l’orifice, vue en coupe de l’orifice de l’injecteur . . . 361.20 Visualisations de Soteriou dans un injecteur monotrou simplifié : influence de l’écoulementsecondaire sur la cavitation. En haut à gauche : représentation en vue de côté de l’orificed’injection. En haut à droite : repésentation en vue de dessus. En bas : visualisation de lacavitation au centre de la structure tourbillonnante (vue de dessus). . . . . . . . . . . . . 362.1 Représentation schématique des régimes d’atomisation. (a) : régime de Rayleigh. (b) : firstwind induced breakup. (c) : second wind induced breakup. (d) : régime d’atomisation. . . 402.2 Instabilités aérodynamiques sur le jet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402.3 Visualisation du noyau dense à la sortie de la buse [137] . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402.4 Effet du design de la buse sur la stabilité d’un jet {glycerol-eau}. Diamètre du jet : 2.54mm,Re = 4750, Z = 0.026, vitesse du jet : ∼ 20m/s. L0D 0= 0, 1, 5, 10 [89]. . . . . . . . . . . 422.5 Visualisations de Soteriou dans un injecteur monotrou simplifié : influence de l’écoulementinterne de l’injecteur sur le spray. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
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