Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Bruno DESHAIES : Directeur de Recherche au CNRS - Professeur à l’Université des Antilles et de la Guyane
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Vladimir SABEL’NIKOV : Directeur de Recherche à l’Office National d’Études et de Recherches Aérospatiales (ONERA)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les applications de la combustion en écoulement supersonique à la propulsion aéronautique et spatiale, en sont encore au stade de recherches expérimentales et numériques. Cependant, ce phénomène est utilisé pour réduire la traînée, pour le guidage et pour la production d’une poussée additionnelle dans certains missiles et moteurs-fusées notamment.
Cet article a pour objet la présentation des équations de bilan permettant l’étude des écoulements supersoniques avec réactions chimiques. Les solutions et résultats les plus significatifs sur ce sujet seront également exposés.
Cet article constitue le premier volet d’une série consacrée à la Combustion en écoulement supersonique :
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Calculs mono, bi et tridimensionnels [BE 8 340] ;Turbulence. Applications Combustion en écoulement supersonique- Turbulence. Applications.
Le lecteur se reportera utilement aux articles de la rubrique Mécanique des fluides appliquée, dans ce traité : , , , , , [BE 8 165].
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Équations générales des cas tri et bidimensionnels. Écoulements laminaires.1. Écoulements supersoniques avec combustion : calcul monodimensionnel
Le calcul d’un système propulsif s’effectue, pour une large part, sur la base d’équations monodimensionnelles. Pour ce type de calcul, les équations de bilan monodimensionnelles, que nous allons donner ici, sont complétées par des relations phénoménologiques et empiriques destinées à restituer les différentes pertes de charge induites par la géométrie du système et les dispositifs d’injection présents dans celui-ci. Ces calculs permettent de déterminer les gammes de paramètres d’entrée et la géométrie d’ensemble du système qui permettent d’obtenir une poussée positive et de calculer effectivement celle-ci. Malgré les hypothèses drastiques que recouvre un tel calcul, celui-ci est un préalable nécessaire au développement d’un système propulsif : il permet de décider si le processus et la géométrie dans laquelle celui-ci doit se développer peuvent être opérationnels. Si à la suite d’un tel calcul, la poussée calculée pour le système choisi, s’avère insuffisante, il n’est, en général, nul besoin d’effectuer des calculs plus complexes.
1.1 Équations de bilan pour un écoulement réactif monodimensionnel et stationnaire
On considère ici un écoulement composé de plusieurs réactifs susceptibles de réagir entre eux au cours d’une transformation chimique exothermique. L’écoulement est supposé monodimensionnel et s’effectue dans une conduite de section droite A constante.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - WILLIAMS (F.A.) - Combustion Theory - . Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc., second edition, (1985).
-
(2) - HIRSCHFELDER (J.O.), CURTISS (C.F.), BIRD (R.B.) - Molecular Theory of Gases and liquids - . John Wiley & Sons, Inc., (1967).
-
(3) - BALAKRISHNAN (G.), WILLIAMS (F.A) - Turbulent Combustion Regimes for Hypersonic Propulsion Employing hydrogen-air diffusion flames. - Journal of propulsion and power, vol. 10, n 3, p. 434-436 (1994).
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(4) - MAAS (U.), WARNATZ (J.) - Ignition process in hydrogen-oxygen mixtures - . Combustion and Flame. vol. 74, p. 53-69, (1988).
-
(5) - BAULCH (D.L.), COBOS (C.J.), COX (R.A.), ESSER (C.), FRANCK (P.), JUST (TH.), KERR (J.A.), PILLING (M.J.), TROE (J.), WALKER (R.W.), WARNATZ (J.) - Evaluated Kinetic Data for Combustion Modelling - . Journal of Physical and Chemical Reference Data, vol. 21, n 3, p. 411-736, (1992).
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(6) - WESTBROOK (C.K.),...
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