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Étude sur le fonctionnement du joint radial segmenté pour une application turbomachine

Les joints radiaux segmentés (JRS) font parties des systèmes d'étanchéités dynamiques utilisés dans les industries aéronautique et spatiale. Selon leurs constructeurs, ces joints se présentent sous plusieurs types, dont les trois principaux sont; le JRS doté de patins sans poches, le JRS doté de patins avec poches et le JRS à portance augmentée (JRSP) reposant sur un rotor à rainures inclinées. L'objectif de ces différentes configurations est de créer une force d’ouverture du joint pour minimiser le contact entre le rotor et les segments et préserver sa durée de vie, tout en limitant les fuites. Ce travail présente dans un premiers temps le développement d'un modèle numérique permettant la caractérisation statique du fonctionnement des JRS avec et sans poches, afin de déterminer le débit de fuite et les différents efforts appliqués sur le joint. Plusieurs types de poches et différentes dimensions de patins ont ainsi été étudié. Une étude thermo-hydrodynamique a été effectuée et les résultats numériques ont pu être confronté à des résultats expérimentaux. La deuxième partie est dédié à l'étude du JRSP dont le fonctionnement est non stationnaire. Un traitement numérique spécial du motif des rainures inclinées du rotor a été mis. Le développement d'un modèle dynamique a ensuite permis de déterminer les caractéristiques de fonctionnement du joint : le jeu radial, la puissance dissipée et le débit de fuite.

Mots-clés libres : Étanchéité dynamique, joint radial segmenté, équation de Reynolds, étude thermo-hydrodynamique, analyse dynamique.

Rameau (langage normalisé) :
• Tribologie (technologie)
  
• Joints d'étanchéité
  
• Thermique
  
• Dynamique