Modélisation de l'écoulement diphasique dans les injecteurs Diesel

Table des matièresNomenclature 9Table des Figures 14Introduction générale 151 Que se passe-t’il dans un injecteur Diesel haute pression ? 191.1 Principe de fonctionnement d’un circuit d’injection haute pression . . . . . . . . . . . . . 191.1.1 Rôle des hautes pressions d’injection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.1.2 Le circuit common rail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.1.3 L’injecteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211.1.4 La buse d’injection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231.1.5 Ordres de grandeur de l’écoulement dans le nez de l’injecteur . . . . . . . . . . . 241.2 La cavitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.3 Cavitation et écoulement dans l’injecteur Diesel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261.3.1 Échelle de grandeur de la cavitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281.3.2 Résultats expérimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291.4 Impact de l’écoulement sur la cavitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341.4.1 Dissymétrie de l’écoulement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341.4.2 Écoulement secondaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351.4.3 Limitation du débit dans l’orifice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 Phénoménologie et modélisation de l’atomisation 392.1 Qu’est ce que l’atomisation ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392.2 Caractéristiques infl uençant l’Atomisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392.2.1 La turbulence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412.2.2 Dissymétrie de l’écoulement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432.2.3 Lâcher des poches et fl uctuation de pression et du profil de vitesses . . . . . . . . 462.2.4 Collapse des poches de cavitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482.3 Conclusion sur les facteurs infl uençant l’atomisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512.4 Modèles d’atomisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522.4.1 Modèle Taylor-Analogy Breakup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522.4.2 Modèle de Reitz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532.4.3 Modèle de Huh-Gosman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552.4.4 Modèle WAVE-FIPA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582.4.5 Modèle de Vallet-Borghi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592.4.6 Modèle de Gavaises-Arcoumanis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 612.4.7 Modèle de fractionnement primaire basé sur l’énergie du collapse des bulles decavitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632.5 Conclusion concernant les modèles d’atomisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64