Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels

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Accueil > Équipes > Equipe EDT : Ecoulements Diphasiques et Turbulences > Thèmes de recherche > Instabilités d’interfaces et atomisation

Atomisation assistée

CARTELLIER A., MATAS J.-P

L’atomisation assistée permet de transformer un jet liquide en gouttes à l’aide d’un jet gaz cocourant rapide. Ce procédé est par exemple mis en oeuvre dans les injecteurs de certains systèmes de propulsion aéronautique.

Les travaux effectués au LEGI ont mis en évidence que le jet liquide se déstabilisait d’abord par une instabilité axiale de Kelvin-Helmholtz conduisant à la formation de vagues, puis par une instabilité transverse de Rayleigh-Taylor. Ces deux instabilités contrôlent directement la taille des gouttes. Dans le cas d’une géométrie axisymétrique, une instabilité hélicoïdale, ou de flapping, peut faire osciller l’axe du jet, et créer des paquets liquides dont la taille est de l’ordre du diamètre du jet.

Outre l’étude des instabilités déstabilisant le jet, nous étudions le comportement du spray produit par atomisation : la dispersion spatiale et la compétition coalescence/brisure sont mesurées par sonde optique et les résultats confrontés aux prédictions des modèles.

Installation jet plan
Installation jet plan

Installation expérimentale

Deux dispositifs permettent d’étudier l’atomisation assistée :

  • un dispositif plan de couche de mélange, dans lequel une nappe liquide 2D arrive sur une paroi solide, et est atomisée en surface par une nappe gaz parallèle. Ce dispositif permet une étude en géométrie simplifiée, et en l’absence d’instabilité de flapping.
  • un dispositif axisymétrique coaxial (jet liquide entouré par une couronne gaz rapide) : ce dispositif permet d’étudier l’instabilité de flapping, ainsi que l’effet de la courbure sur les instabilités primaires.