INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
En sortie des aubes 12, au niveau des points de singularités constitués par le bord de fuite et le point d’intersection des deux parties courbes sur l’intrados, on constate que des ondes de choc obliques C1 et C2 se produisent. Ainsi, par la coupure des aubes par rapport à un profil usuel comme sur la (c’est-à-dire par un intrados avec au moins un point de singularité), on peut maîtriser la position des ondes de choc sur l’aube. De plus, comme la deuxième partie courbe 5b est orthogonale à la direction du fluide en sortie des aubes, les ondes de chocs C1 et C2 sont sensiblement symétriques par rapport à la direction du fluide (et par rapport à l’axe de rotation du rotor qui lui est parallèle).
On peut observer que grâce à l’invention, les ondes de chocs C1 et C2 se produisent en sortie de l’aube et permettent ainsi à améliorer la durée de vie des aubes.
illustre un autre exemple de passage en supersonique d’une deuxième variante de rotor selon l’invention.
Les aubes 12 du rotor ont une corde avec un angle de déflection non nul (compris entre 5 et 70°, de préférence entre 5 et 50°) à la direction du fluide F arrivant sur les aubes, la direction du fluide arrivant sur les aubes 12 peut être parallèle à l’axe de rotation du rotor (en d’autres termes, l’angle d’incidence en entrée du fluide en entrée est proche de zéro).
De plus, ces aubes 12 ont un profil asymétrique : l’extrados et l’intrados ne sont pas symétriques par rapport à la corde. En outre, la deuxième partie courbe 5 de l’intrados forme un segment de droite incliné d’un angle compris entre 2 et 80° par rapport flux du fluide en sortie des aubes 12.
La section Smin est la section minimale de passage du fluide entre les aubes 12 orthogonale à la direction du fluide. Cette section Smin constitue un col sonique où la vitesse sonique (nombre de Mach égal à 1) est atteinte. En aval de cette section de passage, le fluide a une vitesse supersonique (nombre de Mach >1).
De plus, lesdits moyens d’alignement peuvent coopérer avec des moyens d’alignement portés par une face d’extrémité de l’autre module.
Les moyens d’alignement peuvent comporter des éléments en saillie ou en retrait de ladite face d’extrémité destinés à coopérer avec des éléments en retrait ou en saillie respectivement de la face d’extrémité de l’autre module.
Ladite face d’extrémité et l’autre face d’extrémité peuvent être dans des plans sécants.
En outre, les portions de canal vapeur et de canaux liquides au niveau d'une face d'extrémité peuvent s'étendre dans des plans distincts respectivement des plans dans lesquelles s'étendent les portions de canal vapeur et de canaux liquides au niveau de l'autre face d'extrémité.
La portion de canal vapeur peut avoir une section circulaire et le module peut avoir une section extérieure polygonale ou circulaire.
Par ailleurs, le corps du caloduc peut être en aluminium, cuivre, nickel, acier, ou en alliages de deux ou plusieurs de ces métaux.
La au moins première face d’extrémité peut être bordée par une bride d’assemblage.
Les portions de canaux peuvent déboucher dans ladite face d’extrémité et dans l’autre face d’extrémité.
De plus, les portions de canaux peuvent déboucher uniquement dans ladite face d’extrémité, le module étant destiné à former une extrémité du caloduc pour former un condenseur ou un évaporateur.
En outre, ledit corps peut comporter n faces d’extrémité, n étant au moins égal à 3, ledit module étant destiné à être connecté à d’autres modules élémentaires par ses n faces d’extrémité, dans lequel une portion de canal vapeur du caloduc, une portion des canaux liquide du caloduc et une portion des canaux de liaison débouchent dans chacune des n faces d’extrémité.
Le corps peut comporter une zone d’intersection des canaux à l’intersection des portions de canaux vapeur, des portions des canaux liquide et des portions des canaux de liaison et les portions de canaux de liaison peuvent être conformés de sorte que la largeur à l’intersection de deux portions de canaux de liaisons soit inférieure ou égale à la largeur d’une portion de canal de liaison.
L’invention a en outre pour objet, selon un autre de ses aspects, un caloduc comportant deux modules élémentaires, dans lesquels les portions de canaux peuvent déboucher uniquement dans ladite face d’extrémité, le module étant destiné à former une extrémité du caloduc pour former un condenseur ou un évaporateur, et p modules élémentaires différents, tels que définis précédemment, p étant un entier supérieur ou égal à 0, un lesdits modules étant connectés les uns aux autres par soudage, ledit caloduc étant rempli d’un fluide.
En outre, le caloduc peut comporter un ou plusieurs modules formant condenseur et un ou plusieurs modules formant évaporateur.
Par ailleurs, l’invention a aussi pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de fabrication d’un caloduc tel que défini précédemment, comportant : - la fabrication par méthode additive des modules élémentaires, dans lesquels les portions de canaux peuvent déboucher uniquement dans ladite face d’extrémité, le module étant destiné à former une extrémité du caloduc pour former un condenseur ou un évaporateur, - la fabrication par méthode additive des p modules élémentaires différents, tels que définis précédemment, - l’assemblage des modules, - le remplissage du caloduc, - la fermeture étanche du caloduc.
La fabrication additive peut être réalisée par fusion additive sur lit de poudre au moyen d’un faisceau laser.
Le procédé peut comporter une ou plusieurs étapes de traitement de surface préalables à l’assemblage des modules élémentaires.
Un mesureur intrusif 21 classique de type "peigne" montré sur la et décrit dans le document FR3072169 est doté de différentes prises de mesures radiales. Les mesures de pression et de température sont réalisées simultanément à différentes valeurs de rayon dans le flux d’air de la veine 19, 20. En l'occurrence, le mesureur 21 comporte un corps 22 allongé s'étendant suivant un axe longitudinal X2 ainsi qu'une pluralité de buses de mesure 24 disposées le long du corps 22. Ces buses de mesure 24 intègrent des capteurs de mesure de pression et de température.
Les pertes aérodynamiques créées par la présence du mesureur 21 dans la veine d'écoulement 19 ou 20 perturbent l'écoulement lorsqu'il pénètre dans la turbomachine 10, ce qui a pour conséquence de perturber le fonctionnement de la turbomachine 10 et de fausser les mesures de grandeurs aérodynamiques. Comme cela est illustré par la , l’optimisation aérodynamique des mesureurs 21 conduit à les affiner aux limites des critères de dimensionnement et à les doter de profils de section aérodynamique dite de type "NACA".
L’expérience en essai montre que ce type de mesureur 21 a une propension aux couplages vibratoires d’origine aéroélastique. Pour surveiller le comportement vibratoire des mesureurs, ces derniers sont équipés de jauges d’extensométrie. A l’aide d’une analyse de post-traitement effectuée par transformée de Fourrier, il est possible de suivre le niveau de contrainte dynamique instantané du peigne et de le comparer à un seuil limite SL correspondant à une limite d’endurance vibratoire admissible.
En pratique, on observe régulièrement en essai une réponse vibratoire sur le 1er mode de flexion tangentielle du mesureur 21 au-delà du seuil limite d'endurance vibratoire. La illustre ainsi le dépassement du seuil limite d'endurance vibratoire SL lors d'un phénomène de flottement aéroélastique (cf. zone Z_flot). L’impact sur la campagne d’essai peut être conséquent, dans la mesure où certains régimes de fonctionnement de la turbomachine 10 peuvent être interdits pour assurer la sureté de fonctionnement du moteur.
L'invention vise notamment à remédier efficacement aux inconvénients précités en proposant un mesureur intrusif pour une turbomachine d'aéronef comportant: - un corps, et - une pluralité de buses de mesure disposées le long du corps, et - une membrane de compensation dynamique comprenant un pied muni d'une interface de fixation avec le corps du mesureur, un clapet amont et un clapet aval s'étendant de part et d'autre du pied, et au moins un perçage traversant réalisé dans le pied de la membrane de compensation dynamique de façon à mettre en communication une cavité interne amont délimitée par une première portion du corps, le clapet amont et le pied avec une cavité interne aval délimitée par une deuxième portion du corps, le clapet aval et le pied.
L'invention permet ainsi que la résultante d’effort aérodynamique sous la membrane de compensation dynamique réduise les contraintes mécaniques auxquelles est soumis le mesureur intrusif. En outre, la membrane de compensation dynamique n’ayant pas la même réponse fréquentielle que le corps du mesureur du fait de la différence de matériaux, l'invention permet de casser des modes vibratoires défavorables en la positionnant à différents niveaux du mesureur.
Selon une réalisation de l'invention, le ou les perçages sont inclinés de façon à pouvoir orienter un flux d'air vers une moitié supérieure du clapet aval.
Selon une réalisation de l'invention, la membrane de compensation dynamique est fixée sur un côté du corps le moins sollicité aérodynamiquement.
Selon une réalisation de l'invention, la membrane de compensation dynamique est réalisée dans un matériau élastomère. En variante, il est possible d'utiliser un matériau plus rigide. Dans ce cas, on prévoit un système de mobilité de type pivot en indépendance des clapets amont et aval.
Selon une réalisation de l'invention, l'interface de fixation présente une forme en queue d’aronde destinée à coopérer avec un logement de forme correspondante réalisée dans le corps dudit mesureur intrusif. En variante, l'interface de fixation pourra consister en un système bridé par vis ou un collage.
Selon une réalisation de l'invention, lorsque la membrane de compensation dynamique est dans un état repos, c’est-à-dire un état non sollicité par un mode propre d'une partie du mesureur intrusif, le clapet amont et le clapet aval se situent dans un prolongement d'une face externe du corps.
Selon une réalisation de l'invention, les buses de mesure comportent des capteurs de température et de pression.
Selon une réalisation de l'invention, le corps du mesureur comporte un bord d'attaque de forme arrondi et deux faces longitudinales issues du bord d'attaque se rejoignant en une arrête qui constitue un bord de fuite.
Selon une réalisation de l'invention, le corps est creux pour permettre un cheminement de lignes d'instrumentation à l'intérieur dudit corps.
L'invention a également pour objet un ensemble de test comportant une turbomachine et un mesureur intrusif tel que précédemment défini.
ρ : masse volumique du fluide
vf : vitesse du fluide
La température statique Ts est la température du fluide, en l’absence de toute perturbation liée à l’écoulement du fluide.
La température totale Tt (ou température d’arrêt ou « stagnation temperature » en anglais) est la température à un point d’arrêt dans un écoulement de fluide, la vitesse du fluide étant nulle au point d’arrêt. Elle s’exprime de la manière suivante :
Avec Tt : température totale
Ts : température statique
Cp : capacité thermique spécifique du fluide.
L’entropie est une fonction exprimant le principe de dégradation de l’énergie : elle traduit donc un phénomène irréversible. Une entropie nulle traduit un phénomène réversible alors qu’une entropie strictement supérieure à zéro traduit un phénomène irréversible tel qu’une onde de choc.
Une onde de choc est une variation très rapide et brutale des paramètres de pression ou température sur des distances très faibles. Elle peut se produire notamment lorsque la vitesse du fluide est supersonique.
L’invention concerne une turbine comprenant une partie stationnaire et un rotor. La partie stationnaire est positionnée en amont du rotor dans le sens de l’écoulement d’un fluide dans la turbine. En d’autres termes, la turbine est configurée de manière à ce qu’un fluide la traversant passe d’abord dans la partie stationnaire puis dans le rotor.
Le rotor est apte à tourner autour d’un axe de rotation de manière à transformer l’énergie contenue dans le fluide en énergie mécanique rotative.
Le rotor comprend une pluralité d’aubes s’étendant dans une direction sensiblement radiale par rapport à l’axe de rotation du rotor. En d’autres termes, la section des aubes qui a un profil aérodynamique s’étend dans la direction sensiblement radiale.
En outre, la section minimale de passage (ou section minimale de passage effective, étant entendu qu’il s’agit de la section orthogonale à la direction du flux à l’endroit considéré) de fluide entre les aubes du rotor constitue un col sonique pour des conditions de fonctionnement déterminées de la turbine (de préférence, les conditions de fonctionnement comprennent le débit massique du fluide entrant dans la turbine). Autrement dit, la turbine est configurée pour fonctionner en supersonique avec un passage en supersonique dans le rotor, juste après le col sonique, au droit des aubes. La section de passage du fluide dans le stator, la section de passage du fluide dans le rotor en amont du col sonique et en aval du col sonique sont toujours strictement supérieures à la section du col sonique de manière à pouvoir générer le blocage sonique au niveau du col sonique et la possibilité du passage en supersonique en aval.
Les aubes sont configurées pour que la pression totale en entrée des aubes soit toujours supérieure à la pression statique à la sortie des aubes de manière à générer un écoulement et les aubes sont configurées pour que le rapport entre la pression totale en entrée et la pression statique en sortie soit supérieure ou égale (de préférence strictement supérieur) au rapport entre la pression totale p0 au col et la pression statique p* au col avec l’équation suivante :
avec γ étant le coefficient de Laplace du fluide correspondant au rapport des capacités thermiques isobare et isochore, cette condition permettant d’assurer le fonctionnement en supersonique dans le rotor en aval du col sonique. Pour l’air, le coefficient de Laplace γ est environ égal à 1,4.
L’aluminium est un autre composant important du catalyseur de l’invention. L’aluminium est ajouté à l’hydroxyde de zirconium sulfaté avant le traitement de calcination à haute température, qui permet d’obtenir la forme cristallisée oxyde de zirconium. L’aluminium est introduit sous forme ionique Al 3+ . De préférence, les précurseurs d'aluminium sont sous forme de nitrate, de carbonate, d'acétate, de chlorure, d’hydroxyde, d’hydroxycarbonate, d'oxalate, de sulfate, de formiate, de complexes formés par un polyacide ou un acide-alcool.
Additionnellement, de façon optionnelle, l’élément yttrium peut être présent dans une gamme de 0,5%poids et 1,5%poids par rapport à l’oxyde de zirconium sulfaté, le ratio Al/Y est supérieur à 1, de préférence le ratio Al/Y est inférieur à 1,5, et la quantité totale d’éléments dopants Al + Y est comprise entre 1% poids et 2,5% poids du catalyseur.
L’yttrium est introduit sous forme Y 3+ . De préférence, les précurseurs d'yttrium sont sous forme de nitrate, de carbonate, d'acétate, de chlorure, d’hydroxyde, d’hydroxycarbonate, d'oxalate, de sulfate, de formiate, de complexes formés par un polyacide ou un acide-alcool.
Les dopants (aluminium et éventuellement également yttrium) sont incorporés à l’hydroxyde de zirconium, avant ou après sulfatation, par toute méthode connue de l’homme du métier (imprégnation à sec ou en excès, coprécipitation…)
L’ajout d’yttrium peut être réalisé simultanément ou après l’ajout de l’aluminium, mais avantageusement, pour l’activité catalytique, avant le traitement de calcination à haute température.
L’hydroxyde de zirconium sulfaté ou l’oxyde de zirconium sulfaté dopés obtenus précédemment sont mis en forme, par exemple sous forme de billes ou d’extrudés, en présence d'un liant inorganique réfractaire choisi parmi la silice, la boehmite, l'alumine et la silice-alumine. De préférence, le liant choisi est la boehmite.
Le traitement thermique à haute température permettant l’obtention de l’oxyde de zirconium sulfaté sous sa forme tétragonale peut être réalisé indifféremment avant ou après mise en forme. Ce traitement thermique à haute température est réalisé préférentiellement entre 650°C et 750°C : La température est ajustée de façon à obtenir une proportion d’au moins 80% d’oxyde de zirconium sous forme cristallographique tétragonale d’après la caractérisation par DRX. La teneur en élément aluminium dans l’oxyde de zirconium sulfaté est comprise entre 0,8% poids et 3 % poids. La présence d’aluminium dans la structure cristallographique de l’oxyde de zirconium sulfaté est vérifiée après le traitement de calcination à haute température par RPE.
Le taux de sites Zr 3 du support est compris entre 0,160 et 0,300 mmol Zr 3+ par gramme de support (a) + (b).
La densité de défauts de structure et de surface est calculée de la manière suivante : après avoir déterminé les conditions d’acquisition optimales (c’est-à-dire comprises dans le domaine de linéarité du détecteur), une droite de calibration est effectuée à l’aide des différentes solutions de dpph (2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl) dont les concentrations en spins sont connues. Pour ce faire, ces solutions sont enregistrées dans les mêmes conditions d’acquisition que dans le cas du ZrO 2 et le signal résultant est doublement intégré. Ce traitement mathématique peut être effectué par de nombreux logiciels connus de l’homme de l’art. Ensuite, les spectres RPE de l’oxyde de zirconium sont soustraits de la ligne de base et doublement intégrés. L’aire est ensuite reportée sur la droite d’étalonnage pour permettre d’extraire un nombre de spins par gramme d’échantillon. Ce nombre est ensuite converti en termes de lacunes car il n’y a qu’un spin par défaut
La surface spécifique de l’hydroxyde ou de l’oxyde de zirconium sulfaté est comprise entre 100 m²/g et 300 m²/g. La teneur en SO 3 de l’hydroxyde ou de l’oxyde de zirconium sulfaté est de préférence supérieure à 7%poids.
La formulation du catalyseur peut également comprendre un adjuvant organique. Il est avantageusement choisi parmi les dérivés de cellulose, les polyéthylènes glycols, les acides aliphatiques monocarboxyliques, les composés aromatiques alkylés, les acides gras, l’alcool polyvinylique, la méthylcellulose, les polyacrylates, les polyméthacrylates, les polymères de type polysaccharide (comme la gomme de xanthane) etc… pris seuls ou en mélange.
Cet adjuvant organique peut également être choisi parmi tous les additifs connus de l’homme du métier. L’ajout d’acide nitrique (10M) peut être réalisé pour assurer une peptisation efficace de la boehmite. L’acide nitrique combiné à un malaxage efficace a pour effet de briser les agglomérats et de les disperser à l’échelle nanométrique. Cette dispersion permet de réaliser un mélange plus homogène entre le matériau obtenu précédemment sous sa forme hydroxyde de zirconium sulfaté et dopé ou oxyde de zirconium sulfaté et dopé et la boehmite. Lors de la préparation du catalyseur, notamment quand elle implique une ou plusieurs étapes de calcination, cet adjuvant disparait et n’est donc plus présent en tant que tel dans le catalyseur final.
La forme choisie pour la mise en forme, généralement billes ou extrudés, n'a pas d'impact sur les performances ou les caractéristiques du catalyseur selon l'invention. L'hydroxyde de zirconium sulfaté et dopé ou l’oxyde de zirconium sulfaté et dopé est sous la forme de billes, d’extrudés, de comprimés (« tablet » en anglais) selon les moyens usuels décrits dans la littérature.
De préférence, les composants de départ/réactifs pour fabriquer un catalyseur final selon l’invention peuvent présenter les caractéristiques/proportions suivantes :
- 1% à 99% poids, de préférence 5 à 99% poids, de manière préférée 10 à 99% poids, et de manière très préférée de 10% à 80% poids d'hydroxyde de zirconium sulfaté et dopé ou d’oxyde de zirconium sulfaté et dopé, - 1% à 99% poids, de préférence 1 à 50% poids, de manière préférée 10 à 40% poids, et de manière très préférée de 15% à 25% poids de boehmite, - 0% à 40% poids, de manière préférée 0 à 25% poids, et de manière très préférée de 3% à 15% poids d’acide nitrique (gamme de concentration 10M), - 0% à 20% poids, de manière préférée 0 à 10% poids, et de manière très préférée de 0% à 7% poids d’au moins un adjuvant organique, les pourcentages poids étant exprimés par rapport au poids total dudit matériau et la somme des teneurs en chacun des composés dudit matériau étant égale à 100%.
Le procédé de préparation du catalyseur selon l’invention comprend de préférence au moins les deux étapes suivantes, selon un mode de réalisation : a) Une étape de mélange d’une poudre d’hydroxyde de zirconium sulfaté et dopé ou d’oxyde de zirconium sulfaté et dopé, avec une poudre d’un liant de type boehmite et au moins un solvant pour obtenir un mélange, b) Une étape de mise en forme du mélange obtenu à l’issue de l’étape a).
Toujours en référence aux figures 1 à 9, la base 2 comprend une paroi latérale annulaire 5 et une paroi supérieure 6 qui forment un volume interne V (visible notamment aux figures 5, 7, 9). En particulier, en référence aux figures 4, 5 et 6, la paroi latérale annulaire 5 comprend un bord supérieur 51 fermé par la paroi supérieure 6. En outre, la paroi latérale annulaire 5 comprend un bord inférieur 52 formant une ouverture inférieure d’accès au volume V.
Dans le mode réalisation illustré aux figures 4 et 6, la paroi latérale annulaire 5 comprend une jupe supérieure 53 et une jupe inférieure 54. La jupe supérieure 53 présente un diamètre inférieur à un diamètre de la jupe inférieure 54. En outre, la jupe supérieure 53 est reliée à la jupe inférieure 54 par un épaulement 55. Ainsi, la jupe supérieure 53, la jupe inférieure 54 et l’épaulement 55 confèrent à la paroi latérale 5 de la base 2 un profil en étage.
En particulier, Comme mieux illustré à la , la jupe supérieure 53 présente une première portion 531, dite portion arrière, de hauteur constante. En outre, la jupe supérieure 53 présente une deuxième portion 532, dite portion avant. La portion avant 532 de la jupe supérieure 53 présente une première région 532a de hauteur constante, ainsi que deux régions 532b opposées situées de part et d’autre de la première région 532a. Seule une région 532b de la portion avant 532 est visible sur la . Les régions 532b forment chacune une rampe, dite rampe périphérique.
Par ailleurs, la paroi latérale annulaire 5 présente un dégagement 56 portant un pion 7. En outre, la paroi latérale annulaire 5 présente un méplat 57 qui est prolongé par une lèvre inférieure concave 58. Le dégagement 56 et le méplat 57 sont formés au niveau de la jupe supérieure 53 de la paroi latérale annulaire 5, et plus précisément au niveau de la portion avant 532 de la jupe supérieure 53.
En référence à la , le dégagement 56 présente une première face 56a qui porte le pion 7, ainsi qu’une deuxième face 56b perpendiculaire à la première face 56a. Dans l’exemple illustré, la première face 56a, dite face verticale, s’étend perpendiculairement à la paroi supérieure 6 de la base 2. En outre, la première face 56a est convexe et présente une courbure semblable à une courbure de la jupe supérieure 53. La deuxième face 56b est concave et forme un U autour du pion 7. La deuxième face 56b est dite face concave.