Un seul essai a été effectué en configuration 1 et de telle sorte à pouvoir obtenir des données sur la présence des différents régimes diphasiques ainsi que leur impact en fonction du débit. Les paramètres de cet essai sont sur le Tableau 6-2.
Tableau 6-2 : Paramètres de l'essai en configuration 1 avec un débit doublé. Test n° Tréservoir (°C) Tinjecteur (°C) Pression (kPa) Rp ΔT (K) Débit (kg/h) 28 100,5 76,4 5,9 6,59 40,1 30,3
Nous allons dans un premier temps étudier la morphologie et la vitesse de l’essai dans son ensemble et le comparer aux essais 3 et 4, ayant un Rp comparable, puis étudier les différents régimes diphasiques.
La Figure 6-11 montre une visualisation instantanée de l’essai 4 et de l’essai 28. La zone dense occupe un volume plus grand et la densité de gouttes après l’injection semble plus forte elle aussi. Les gouttelettes produites par le spray semblent avoir les mêmes dimensions pour les deux essais.
Figure 6-11 : Visualisations instantanées de l'essai 4 (gauche) et de l'essai 28 (droite).
Les paramètres morphologiques de l’essai 28 ainsi que des essais 3 et 4 sont sur la Figure 6-12. La densité de gouttelettes plus grande pour l’essai 28 fait que l’on a une amplitude plus faible, ce qui donne un rapport signal sur bruit plus faible lui aussi. Ceci se remarque sur la largeur et la moyenne mesurée. Malgré cela, la largeur mesurée sur l’essai 28 est proche des largeurs des essais 3 et 4. Il est possible que le débit impacte peu la morphologie de l’injection en configuration 1.
Figure 6-12 : Comparaison de la morphologie des essais 28, 3 et 4.
En plus de l’étude de la morphologie, nous pouvons extraire la vitesse des gouttes obtenues puis les comparer avec les essais 3 et 4. La Figure 6-13 montre la carte de taux de validation de vecteurs pour l’essai 28. Nous observons en sortie et transversalement à l’injecteur une ligne de faible validation. Cette faible validation est due d’une part à la taille de la zone dense en sortie d’injecteur et d’autre part à la différence de directions entre les gouttelettes du spray et celles recirculant venant de la gauche de l’injecteur.
Figure 6-13 : Champ de validation des vecteurs vitesse de l'essai 28.
Les champs de vitesse moyenne et de corrélation moyenne sont en Figure 6-14. L’ouverture du spray semble ici beaucoup plus grande par rapport aux essais précédents. En effet, Les vitesses mesurées sur tout le spray sont très homogènes, avec une légère augmentation aux bords.
Figure 6-14 : Champs de norme de vitesse de l'essai 28 pour la moyenne des vecteurs (gauche) et la corrélation moyenne (droite).
Cette homogénéité de la vitesse est encore plus flagrante sur la Figure 6-15, où nous pouvons voir le profil à x/D = 20 de la norme de la vitesse de l’essai 28 comparée aux normes des essais 3 et 4. Ici le profil de la norme de l’essai 28 est complètement plat comparée aux deux autres essais. De plus, sur la Figure 6-16, le maximum de la vitesse est atteint beaucoup plus proche de la sortie de l’injecteur, mais ce maximum est moins élevé que pour les autres essais à Rp équivalent.
Figure 6-15 : Comparaison de profils transversaux de norme de vitesse à x/D = 20 pour l'essai 28, 3 et 4.
Figure 6-16 : Comparaison des profils de composante U des essais 28, 3 et 4.
Ces différentes observations nous font penser à un écoulement sonique où l’onde de choc serait directement à la sortie de l’injecteur.
Nous allons maintenant nous intéresser aux différents régimes diphasiques et à leur impact sur le spray. Le Tableau 6-3 recense la proportion de chacun des régimes pour l’essai 28 et pour les essais 1 et 2 pour la comparaison. La proportion du régime à bulle de l’essai 28 est plus importante que l’essai 1, mais il y a moins de régime annulaire dans cet essai. La proportion de régime à poches est proche pour ces deux essais.
Tableau 6-3 : Proportions des régimes diphasiques pour les essais 28, 1 et 2.
Test n° 28 1 2
Bulles 82,8% 71,3% 51,1%
Poches 14,1% 18,0% 48,9%
Annulaire 3,1% 10,7% 0%
Les paramètres morphologiques des différents régimes de l’essai 28 sont en Figure 6-17. Comme pour les essais 1 et 2, il y a une faible différence dans la largeur et dans la moyenne entre les régimes. Seule la base et l’amplitude sont plus faibles du fait de la moindre quantité de gouttelettes produites par le spray.
Figure 6-17 : Paramètres morphologiques des différents régimes de l'essai 28.
En plus de la morphologie des différents régimes, nous allons aussi étudier la vitesse des gouttelettes pour ces régimes. La proportion du régime annulaire étant faible, il y a plus de bruit dans la mesure que pour les autres régimes.
La Figure 6-18 montre les champs de vitesse des différents régimes tandis que la Figure 6-19 montre les profils transverses de vitesse à x/D = 20. Etant donné que le régime annulaire est peu présent, les données obtenues pour ce régime sont plus bruitées.
Les différences entre les vitesses des régimes sont surtout visibles entre le régime annulaire et les autres régimes. Le régime à bulles et le régime à poches ont des champs de vitesses très homogènes, proche de la moyenne inconditionnelle en régime. Le régime annulaire cependant à une vitesse plus grande sur la ligne de l’injecteur et une accélération qui semble continuer plus loin que
x/D = 25. Cette différence est d’autant plus visible sur les profils où le régime annulaire à une vitesse centrale beaucoup plus élevée que les autres régimes.
Figure 6-18 : Champs de norme de vitesses des différents régimes de l'essai 28.
Figure 6-19 : Profils transverses de vitesse à x/D = 20 des différents régimes de l'essai 28.
Cet essai a été le seul essai avec un débit différent en configuration 1. Nous avons cependant effectués plusieurs essais en configuration 2 à différents débits.