Turbomaschinen für Hydrogen Technologien, Teilvorhaben: 4.5 Entwicklung eines numerischen Tools zur Auslegung und technischer Verhaltensvorhersage statischer Gaslager in Verdichtern verschiedenster Designs

Description: Der übliche Einsatz von hydrodynamischen, also ölgeschmierten Lagern stößt technisch an Grenzen in Hinblick auf zukunftsträchtige Turboverdichteranwendungen, wie der Wasserstoff-technologie. Die Umfangsgeschwindigkeiten an den hydrodynamischen Lagern sind dabei aus technischen Gründen limitiert. Um Drehzahlen jenseits dieser Grenzen realisieren zu können, scheinen Gaslager sehr vielversprechende Lösungsansätze zu bieten. Erste Versuche im Hause Siemens Energy am Standort Duisburg sind bereits gelaufen bzw. laufen z. Zt. noch und bestätigen dieses Potenzial. Parallel hat die TU Kaiserslautern auf dem Gebiet der Gaslager bereits erste Untersuchungen und Ansätze im Bereich der numerischen Auslegung getätigt. In diesem Arbeitspaket entwickelt die RPTU Kaiserslautern-Landau ein numerisches Auslegungstool für verschiedene anwendungsnahe Designs, mit dem das technische Verhalten der verschiedenen Designs unter unterschiedlichen Randbedingungen vorhergesagt werden kann. Die geplanten Arbeiten umfassen die Herleitung und Dokumentation verschiedener numerischer Modelle und Anwendungsfälle, die Berechnung statischer Leistungsparameter (Tragfähigkeit und Gasverbrauch) und rotordynamischer Koeffizienten (Steifigkeit und Dämpfung) sowie die Evaluierung dieser numerischen Modelle anhand von Lagerversuchsreihen im Hause Siemens Energy bzw. Discharge-Koeffizienten an der RPTU in Kaiserslautern

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Duisburg ? Kaiserslautern ? Wasserstoff ? Energie ? Mathematisches Modell ? Gasspeicher ?

Region: Rheinland-Pfalz

Bounding boxes: 7.5° .. 7.5° x 49.66667° .. 49.66667°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• MAN Energy Solutions SE (Mitwirkende)
• Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Lehrstuhl für Strömungsmaschinen und Strömungsmechanik (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2023-10-01 - 2026-09-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: 4.5 Development of a numerical tool for design and technical behavior prediction of static gas bearings in compressors of different designs
  Description: The conventional use of hydrodynamic, i.e. oil-lubricated, bearings is reaching its technical limits with regard to promising turbocompressor applications such as hydrogen technology. The circumferential speeds on hydrodynamic bearings are limited for technical reasons. In order to realize speeds beyond these limits, gas bearings seem to offer very promising solutions. Initial tests at Siemens Energy's Duisburg location have already been carried out or are currently underway and confirm this potential. In parallel, the Technical University of Kaiserslautern has already carried out initial investigations and approaches in the field of numerical design of gas storage systems. In this work package, the RPTU Kaiserslautern-Landau is developing a numerical design tool for various application-related designs, which can be used to predict the technical behavior of the various designs under different boundary conditions. The planned work includes the derivation and documentation of different numerical models and use cases, the calculation of static performance parameters (load capacity and gas consumption) and rotordynamic coefficients (stiffness and damping) as well as the evaluation of these numerical models on the basis of bearing test series at Siemens Energy or Discharge coefficients at RPTU Kaiserslautern. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1124575

Status

Aktiv

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