Analyse du transitoire de remplissage d'une cavité d'injection d'un moteur de fusée

Abstract

L'objectif de ce projet est l'étude du transitoire thermique dans la cavité du dôme. Pour comprendre le comportement du combustible dans le dôme, on va utiliser le banc d'essais installé au laboratoire pour simuler l'injection du moteur. Comme il est dangereux de faire l'expérimentation avec le combustible réel, on a utilisé un combustible de substitution. Ce combustible a les propriétés analogues au LOX. Le combustible de remplacement utilisé est le FC72 qui est un liquide très volatile dans les conditions ambiantes et possède une température de saturation à la pression atmosphérique de 56ºC. Comme la plupart des essais sont réalisés en chauffant du gaz de balayage jusqu'a 60ºC, on veut savoir si le liquide va atteindre sa température de saturation étant donné que ce phénomène de changement de phase peut provoquer des changements de pression dans la cavité et modifier la structure de l’écoulement durant les essais. Le gaz de balayage utilisé est l'hélium. Comme il est dangereux de faire l'expérimentation avec le combustible réel, on a utilisé un combustible de substitution. Ce combustible a les propriétés analogues au LOX. Le combustible de remplacement utilisé est le FC72 qui est un liquide très volatile dans les conditions ambiantes et possède une température de saturation à la pression atmosphérique de 56ºC. Comme la plupart des essais sont réalisés en chauffant du gaz de balayage jusqu'a 60ºC, on veut savoir si le liquide va atteindre sa température de saturation étant donné que ce phénomène de changement de phase peut provoquer des changements de pression dans la cavité et modifier la structure de l’écoulement durant les essais. Le gaz de balayage utilisé est l'hélium. our les essais, la cavité utilisée est en PMMA, pour faciliter la visualisation à l’intérieure. La vanne est contrôlée par l’intermédiaire d’une commande par moteur électrique « brushless », associée à un variateur de position. Un programme informatique permet de faire l’acquisition de mesures de pressions et températures et récupère la position et la consigne de vanne. Pour enregistrer le débit liquide instantané, on a utilisé un débitmètre à effet Coriolis. Pour l'ouverture de la vanne, tous les essais répondent de la même façon. L'étude de tous les essais est faite de la même façon, réalisation des essais expérimentaux, et analyse des données obtenues ainsi que le traitement d'images obtenues avec la camera rapide Phantom MIRO 310C avec un objectif Sigma et son logiciel d’acquisition. Tout d’abord on fait l’étude du traitement d'images des anciens essais pour voir le retard que il y a entre la mesure expérimentale et les images réellement obtenues avec la camera rapide. Après on fera des essais avec et sans gaz, à différentes pressions et l'analyse correspondante à ces essais. Après on fera des essais avec et sans gaz, à différentes pressions et l'analyse correspondante à ces essais.