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

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44CHAPITRE 2 : PHÉNOMÉNOLOGIE ET MODÉLISATION DEL’ATOMISATIONqui se forment à l’entrée de l’orifice sont tellement infl uents à la sortie de l’injecteur qu’ils conduisent à laséparation du spray en deux parties de façon très distincte. Dans la figure du haut, les tourbillons s’entrecroisentavant de se séparer. Dans la figure du bas, la structure du spray reste mono-corps, les tourbillons secontentant d’interagir l’un avec l’autre, sans s’entrecroiser. Ceci montre que le jet Diesel est très fortementinfl uencé par l’écoulement interne dans l’injecteur, et que les caractéristiques de l’écoulement dans l’orificerestent présentes dans la chambre de combustion.FIG. 2.6: Visualisations de Soteriou en sortie de l’injecteur monotrou simplifié : structuresprésentes dans le spray. À gauche : images brute. À droite : images filtrées permettant dedistinguer l’écoulement secondaire présent dans le spray.On peut voir sur les figures 2.7 et 2.8 les visualisations expérimentales de la phase liquide effectuées parMokkadem pour un injecteur 5 trous dissymétrique (les trous sont dans un plan qui n’est pas perpendiculaireà l’axe de révolution de l’aiguille de l’injecteur) [94]. Mokaddem a mis en évidence trois phases, lors del’injection :– faible levée d’aiguille : on a des jets réguliers avec des angles larges ;– phase intermédiaire : de fortes disparités entre les jets sont visibles ;– levée maximale d’aiguille : on observe des jets réguliers.Remarquons la différence de structure des sprays : visiblement, l’injection de 15mm 3 montre un résultatplus asymétrique que l’injection de 40mm 3 de carburant. L’explication est simple : la levée d’aiguilledans le premier cas est deux fois moindre. De plus, la levée maximale n’est pas tenue aussi longtemps quepour les cas de pleine charge. De ce fait, tout se passe, pour une injection de 15mm 3 , comme si l’aiguilleétait en position intermédiaire pendant tout le cycle d’injection. On se retrouve alors typiquement dans lecas montré par Badock en figure 1.17. La cavitation est toujours présente au siège de l’aiguille, provoquantdes asymétries dans l’écoulement. Dans le cas de pleine charge, la cavitation n’est présente que dans la bused’injection, le comportement est plus symétrique.Date et al [38] ont étudié expérimentalement l’écoulement dans des maquettes d’injecteurs standardde moteurs Diesel à injection directe, d’échelle de taille 40. Le liquide injecté est de l’eau, et il n’y a pasd’apparition de cavitation au sein de l’injecteur. Néanmoins, ils ont montré que la direction de sortie du jet
CHAPITRE 2 : PHÉNOMÉNOLOGIE ET MODÉLISATION DEL’ATOMISATION 45FIG. 2.7: Visualisation de la phase liquide pour un injecteur incliné 5 trous. Les degrésvilebrequin sont indiqués pour chaque visualisation [94]. P inj = 65M P a, Q = 15mm 3 ,P a d m = 1.15bar, P ma x en fin de compression = 50bar, et ϕ inj = 3 50˚V .FIG. 2.8: Visualisation de la phase liquide pour un injecteur incliné 5 trous. Les degrésvilebrequin sont indiqués pour chaque visualisation [94]. P inj = 65M P a, Q = 40mm 3 ,P a d m = 1.15bar, P ma x en fin de compression = 50bar, et ϕ inj = 3 50˚V .
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