Étude numérique de la structure tourbillonnaire et de cavitation pour l'amélioration du design des injecteurs diesel alimentés en biocarburants

 

Patrice Seers

École de technologie supérieure

 

Domaine : énergie

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2012-2013

L'introduction du biodiesel dans les véhicules sera faite principalement en mélangeant ce carburant au diesel. Il est déjà connu que les propriétés des biodiesels diffèrent du carburant traditionnel et entraînent des différences de comportement lors de l'injection du carburant. L'objectif à long terme du projet est une possible amélioration du design des injecteurs pour l'utilisation du biodiesel. Pour ce faire, le présent projet propose d'étudier l'influence des propriétés des carburants sur les phénomènes se déroulant à l'intérieur des injecteurs diesel, c'est-à-dire à l'endroit où le changement des propriétés se fait sentir en premier lieu. Pour ce faire, nous proposons d'étudier numériquement l'influence des propriétés sur la structure tourbillonnaire et la cavitation. L'approche innovatrice du projet consiste, dans un premier temps, à l'étude simplifiée de phénomène se produisant à l'intérieur de l'injecteur. Par exemple, nous étudierons l'influence de la viscosité sur un jet tourbillonnaire dont le centre contient des bulles de cavitation afin de mieux comprendre l'interaction entre les bulles et les écoulements rotatifs et axiaux. Nous étudierons également l'effet de la pression de saturation sur l'apparition de cavitation puisqu'une étude expérimentale à démontrer que la cavitation du biodiesel se produisait à un nombre de cavitation différent du diesel. Les différentes étapes du projet mèneront à la fin à des simulations complexes prenant en compte le mouvement transitoire de l'aiguille de l'injecteur, les propriétés multiespèces du carburant et la cavitation.