Installations d'essais de combustion et de pulvérisation

 

Le Centre de recherche en aerospatiale du CNRC possède de nombreuses installations d'essais de combustion et de pulvérisation à l'appui de travaux de recherche, d'essais et de validation relatifs aux systèmes de combustion à faibles émissions pouvant s'adapter à divers carburants ainsi qu'aux gicleurs et aux injecteurs de carburant utilisés dans des conditions de haute pression réalistes.

Chambre d'essai de combustion sous haute pression
  Capacité maximale Instrumentation
Débit d'air Pression d'air,
abs.
Température de l'air dans la chambre d'essai Gaz naturel Carburants liquides (Jet A-1, diesel, autre)
CE 1 21,5 kg/s
(47,5 lb/s)
2170 kPA
(315 lb/po2 abs.)
922 K
(1200 °F)
0,68 kg/s
(1,5 lb/s)
0,77 kg/s
(1,7 lb/s)
Capteurs de pression, thermocouples, extensomètres, sonomètres, débitmètres, analyseurs d'émission
CE 2 24 kg/s
(53 lb/s)
2170 kPA
(315 lb/po2 abs.)
922 K
(1200 °F)
0,68 kg/s
(1,5 lb/s)
1,36 kg/s
(3,0 lb/s)
Capteurs de pression, thermocouples, extensomètres, sonomètres, débitmètres, analyseurs d'émission
CE 3 6,4 kg/s
(14 lb/s)
1930 kPA
(280 lb/po2 abs.)
922 K
(1200 °F)
0,34 kg/s
(0,75 lb/s)
0,25 kg/s
(0,57 lb/s)
Capteurs de pression, thermocouples, extensomètres, sonomètres, débitmètres, analyseurs d'émission
""

CE 1

""

CE 3

Chambres de pulvérisation spéciales
  Capacité Carburants Diagnostics
Débit du carburant Pression dans la chambre
abs.
Débit d'air Température du carburant
Chambre de pulvérisation sous haute pression 205 kg/h
(452 lb/h)
2068 kPa
(300 lb/po2)
4,5 kg/s
(10 lb/s)
Ambiante Mil-C Voir diagnostics optiques non invasifs ci-dessous
Chambre de pulvérisation sous pression atmosphérique 68 kg/h
(150 lb/h)
Ambiante 0,23 kg/s
(0,5 lb/s)
Ambiante Mil-C
Banc d'essai de système d'injection centrale à accès optique 68 kg/h
(150 lb/h)
1034 kPa
(150 lb/po2)
0,14 kg/s
(0,3 lb/s)
588 K
(600 °F)
Carburants Jet-A et diesel, ainsi que divers biocarburants
""

Chambre de pulvérisation sous haute pression

""

Banc d'essai de système d'injection centrale à accès optique

Banc d'essai de combustion sous basse pression à accès optique
Capacité Notes
Débit d'air Pression d'air
abs.
Débit du générateur de gaz du moteur
18 lb/min 120 lb/po2 2 lb/min Air à haute température disponible en 2014-2015.
""

Banc d'essai de combustion sous basse pression à accès optique

Banc d'essai de combustion à accès optique

Les installations modulaires sous haute pression à accès optique permettent d'utiliser divers composants de combustion pouvant atteindre jusqu'à 45 cm (18 pouces) de diamètre et 120 cm (47 pouces) de longueur. L'accès optique en cinq points permet d'établir n'importe quel diagnostic laser de pointe sur la combustion et le carburant.

  Capacité Carburants
Débit d'air Pression du banc d'essai,
abs.
Température de l'air
Air principal 14,5 kg/s
(32 lb/s)
2068 kPA
(300 lb/po2)
922 K
(1200 °F)
Conçus pour divers carburants liquides et gazeux
Air de refroidissement 6,6 kg/s (14 lb/s) 2068 kPA (300 lb/po2) Ambient
""

Banc d'essai de combustion sous pression à accès optique

Contrôle et mesure des émissions

Équipement en ligne pour analyser les gaz d'échappement, notamment l'O2, le CO2, le CO, les NOx et les hydrocarbures non brûlés.

Système d'émissions
Espèces Analyseur Volumes potentiels Répétabilité à pleine échelle selon les spécifications de l'instrument
Monoxyde de carbone (CO) Analyseur de gaz non dispersifs dans l'infrarouge (NDIR) Rosemount Analytical (NGA 2000) min: 0-100 ppm;
max: 0-3000 ppm
± 1 %
Monoxyde de carbone (CO) NDIR
Rosemount Analytical (MLT ULCO)
min: 0-10 ppm;
max: 0-2500 ppm
± 1 %
(Volumes > 20 ppm)
Monoxyde de carbone (CO) NDIR
Rosemount Analytical (880A)
min: 0-1 %;
max: 0-12 %
± 1 %
Dioxyde de carbone (CO2) NDIR
Rosemount Analytical (NGA 2000)
min: 0-2 %;
max: 0-20 %
± 1 %
Oxygène (O2) Mesure paramagnétique
Rosemount Analytical (NGA 2000)
min: 0-1 %;
max: 0-25 %
± 1 %
Oxydes d'azote (NOx) Détection par chimiluminescence sous atmosphère humide (WCLD) Rosemount Analytical (NGA 2000) min: 0-10 ppm;
max: 0-1000 ppm
± 0,5 %
Hydrocarbures non brûlés Détecteur à ionisation de flamme chauffé (HFID) Rosemount Analytical NGA 2000 min: 0-10 ppm;
max: 0-10 000  ppm
± 1 %
Diagnostics optiques non invasifs
""

Granulométrie des gouttelettes par faisceaux de type feuille laser faite au moyen de lasers Nd-YAG à longueur d'onde UV.

  • Méthode à fluorescence induite par laser planaire (PLIF) pour obtenir une mesure quantitative planaire de la fraction de carburant en utilisant l'acétone comme marqueur.
  • Vélocimétrie par images de particules (PIV) pour obtenir une mesure planaire 2D et 3D de la vitesse.
  • Granulométrie des gouttelettes par faisceaux de type feuille laser (LSD) pour mesurer la taille des gouttelettes et obtenir une représentation planaire.
  • Analyseur de particules Doppler de phase pour obtenir une évaluation avec référence spatiale du diamètre des gouttelettes (0,5 à 800 μm) et de la vitesse des particules (jusqu'à 1000 m/s, corrélée en 2D).
  • Analyseur de particules par diffraction laser (Malvern) pour mesurer les distributions granulométriques des gouttelettes et des particules pulvérisées en temps réel (0,1 à 2000 microns).
 

Autres techniques de mesure

Les techniques expérimentales disponibles comprennent les méthodes de mesure au moyen de sondes thermiques et de sondes manométriques à plusieurs trous, les méthodes de mesure utilisant des fils chauds, des fils multiples et des pellicules de surface chaudes, la technique de visualisation strioscopique de l'écoulement, la vélocimétrie par images de particules en deux et en trois dimensions (2D et 3D), les méthodes d'analyse de particules à déphasage Doppler (PDPA) et de fluorescence induite par laser planaire (PLIF), ainsi que les techniques de mesure de la température de surface au moyen de cristaux liquides et de la pression de surface au moyen de peintures sensibles à la pression. Des systèmes d'acquisition des données et de commande sont aussi mis au point à l'interne.

Gamme complète d'instruments pour mesurer et enregistrer la température, la pression et le débit des gaz et des liquides, la température des parois ainsi que les profils de température et de composition des gaz de carneau des chambres de combustion au moyen de racloirs refroidis par eau.

En vedette