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Lundi 27 avril 2015, soutenance de thèse de Sylvain MARTY - 11h00, Amphithéâtre K118, site Bergès ENSE3

Contribution à l’étude de l’atomisation assistée d’un liquide - Instabilité de cisaillement et génération du spray

Jury

- Alexander Taylor (Impérial College)
- Christophe Dumouchel (CORIA)
- Stéphane Zaleski (UPMC)
- Thomas Lederlin (Turboméca)
- Alain Cartellier
- Jean-Philippe Matas

Résumé

L’atomisation assistée est un procédé de formation d’un spray de gouttelettes issu d’une nappe liquide sous l’action d’un courant gazeux à forte vitesse dans un injecteur. Ce procédé est très utilisé dans de nombreuses applications industrielles. Nous étudions la succession d’instabilités hydrodynamiques qui génère les gouttes du spray à l’aide d’une méthode LIF pour mesurer la fréquence des vagues et d’une sonde optique pour la granulométrie des gouttes. Nous validons expérimentalement un nouveau modèle de stabilité linéaire inviscide pour l’instabilité de cisaillement, intégrant un profil de vitesse avec déficit à l’injection. Des simulations numériques et un modèle spatio-temporel de stabilité linéaire sont utilisés pour mettre en avant de nouveaux mécanismes de déstabilisation, de croissance des vagues et de création de gouttes.Les lois d’échelles connues prédictives du diamètre moyen des gouttes en fonction du Weber gaz sont testées pour d nouvelles variables de d’étude.

Set up expérimental

Assisted atomization is a process used to form a spray of droplets. A slow liquid phase is stripped by the action of a strong gas current in order to generate the spray. This process is used in many industrial applications. We study the succession of hydrodynamic instabilities generating droplets by means of a LIF method to measure the frequency and growthrate of waves, and with an optical probe to measure drop size and velocity. We validate experimentally a model including an interfacial velocity deficit in the inviscid stability analysis. Experiments are compared to numerical simulations and spatiotemporal stability analysis results : the confrontation of these three approaches is used to bring forward new mechanisms of destabilization, growth of waves and creation of drops. We assess the influence of liquid thickness and dynamic pressure ratio on the dependency of the mean droplet diameter with the Weber number.