Ecoulement supersonique-Blocage

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Le 15/06/2006 à 20h30 337 vues

Question d'origine :

Bonjour, Je suis ingénieur en mécanique des fluides, mais j avoue mal connaître les écoulements supersoniques aux abords d une onde de choc. Je souhaiterais donc me documenter sur les écoulements supersoniques et particulièrement sur les phénomènes de blocages . Pour être plus precis, je souhaiterais savoir comment évoluent vitesse, pression, ... dans une tuyère (par exemple) lorsque le nombre de mach y dépasse 1 et savoir aussi comment évoluent le débit massique, la vitesse, la pression lorsque le nombre de mack augmente encore. Pour l écoulement en amont de l onde de choc, j utilise les formules de Hugoniot. Par contre, en supersonique (M>1) dans le cas d un blocage, dois-je considerer que le débit massique n évolue plus avec le nombre de Mach ou le phénomène est il plus complexe? J éspère avoir été clair. Merci pour vos réponses et bravo pour ce merveilleux site. -Sonov

Réponse du Guichet

bml_sci - Département : Sciences et Techniques

Le 16/06/2006 à 09h52

Réponse du département Sciences et Techniques

La base de données des Techniques de l'ingénieur , consultable en ligne dans les bibliothèques de Lyon fournit de nombreux renseignements au sujet des écoulements supersoniques.

Cependant ce dossier est consultable en ligne sur internet :

Techniques de l'ingénieur : blocage thermique

1.6.2 Blocage thermique : écoulement à surface constante
Dans les conditions où le discriminant D donné par l’équation (58) s’annule , les deux solutions a ) et b ) présentées en (§ 1.6.1. ) (trajectoires AC et ABC sur la figure 1 conduisent à un état unique après combustion. Dans cette situation appelée blocage thermique , la solution obtenue correspond, dans le cas d’un écoulement supersonique à l’entrée , et pour une quantité de chaleur à dégager donnée, au débit minimum compatible avec l’existence d’une solution stationnaire monodimensionnelle (dans le cas d’un écoulement subsonique dans les conditions d’entrée – sans onde de choc – la solution correspondant au blocage thermique correspond en fait au débit maximum compatible avec une solution stationnaire monodimension-nelle ; cette solution n’est pas présentée sur la figure 1 , on se référera par exemple au livre de Williams [1] . Notons que, pour un débit d’entrée donné (supersonique ou subsonique), la solution correspondant au blocage thermique est celle pour laquelle la quantité de chaleur qu’il est possible de dégager, dans un écoulement stationnaire et monodimensionnel, est maximum.

Une propriété importante de l’écoulement obtenu dans les conditions du blocage thermique est que le nombre de Mach dans les conditions finales est égal à 1.

Plus précisément la résolution des équations algébriques (20) , (21) , (22) , dans les conditions du blocage thermique, c’est-à-dire pour D = 0 (cf. équation (58) ), conduit aux solutions suivantes (identifiées par l’exposant *) pour l’écoulement dans la section x = x * où le nombre de Mach de l’écoulement est égal à 1 ....

Mécanique des fluides compressibles , cours en ligne proposé par l'EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne)

L'écoulement d'un gaz parfait dans la buse de Laval par l'EPFL

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