Der Einsatz druckaufgeladener zirkulierender Wirbelschichten als Feuerungssystem fuer Festbrennstoffe (Kohle) erlaubt den Einsatz des Gasturbinenprozesses. Hierdurch ist es moeglich, den Wirkungsgrad kohlegefeuerter Kraftwerke zu erhoehen. Die zirkulierende Wirbelschicht ihrerseits erlaubt durch Zugabe von Kalkstein in den Feuerungsraum eine In-situ-Entschwefelung. Die niedrige Feuerraumtemperatur ist ursaechlich fuer geringe Stickoxidemissionen, so dass nachgeschaltete Reinigungsanlagen nicht erforderlich sind. Im Forschungsvorhaben werden an einer kaltbetriebenen zirkulierenden Wirbelschicht die bis zu einem statischen Druck von 60 bar betrieben werden kann, Untersuchungen zur Stroemungsmechanik und Waermeuebergang durchgefuehrt. Es zeigt sich, dass gegenueber atmosphaerisch betriebenen zirkulierenden Wirbelschichten ein geaenderter Stroemungszustand auftritt und der wandseitige Waermeuebergang verbessert ist.
Eine Schaufelsichelung bei Axialventilatoren fuehrt im Vergleich zu herkoemmlichen, radial aufgefaechelten Schaufeln zu veraenderten Stroemungsverhaeltnissen. Die Folge ist ein veraendertes, verschlechtertes Betriebsverhalten wenn keine Anpassung in der Auslegungsmethode an die neuen Stroemungsbedingungen erfolgt. Mit Hilfe eines Korrekturmodells werden mehrere Laufraeder ausgelegt, gefertigt und auf ihr Betriebsverhalten hin untersucht (aerodynamisch und akustisch). Das Ziel der angestellten Untersuchungen ist die Beschreibung von Korrekturen in Abhaengigkeit von der Sichelung bei der Auslegung und das Erreichen einer deutlichen Geraeuschreduktion. Die Moeglichkeit, mit Hilfe des entwickelten Verfahrens leisere und damit umweltvertraeglichere Axialventilatoren anbieten zu koennen, wodurch dann eventuell auch auf sekundaere Schallschutzmassnahmen teilweise oder ganz verzichtet werden kann, wird die Wettbewerbssituation der in Deutschland vorwiegend mittelstaendischen Hersteller von Ventilatoren gegnueber der auslaendischen Konkurrenz verbessern.
In diesem Verbundprojekt werden in vier inhaltlichen Arbeitspakete essentielle Aspekte der Offshore-WEA (d.h. Rotor-Gondeleinheit und Tragstruktur) und der untrennbar mit der Anlagendynamik verbunden Belastungen und Betriebseigenschaften um Windpark untersucht. Das beantragte Projekt befasst sich speziell mit den Offshore-Windenergieanlagen und untersucht deren Leistungskurven als Einzelanlage und im Windpark unter Offshore-Bedingungen, ihre Dynamik einschließlich Wind-, Wellen- und Windparkbelastungen und die Entwicklung von Monitoring-Verfahren zur Überwachung des Betriebsverhaltens. Ingesamt sind zehn Partner an diesem Forschungsvorhaben beteiligt, wobei die Universität Stuttgart, die Universität Oldenburg, die Universität Hannover, das Deutsche Windenergie-Institut, die Multibrid Entwicklungsgesellschaft und die REpower Systems AG jeweils mit eigenen Anträgen vertreten sind. Die Projektlaufzeit beträgt zweieinhalb Jahre. Folgende Arbeitspakete sind vorgesehen: 1. Leistungskurve offshore - Bestimmung und atmosphärische Einflüsse. 2. Verifikation der Strömungsbedingungen und Nachlaufbelastungen in Offshore-Windparks. 3. Verifikation der Anlagendynamik und der Belastungen. 4. Online-Monitoring des Belastungsverhaltens.
Die Partikelabscheidung aus Gasen mit Oberflächenfiltern ist sowohl bei der Emissionsmiderung als auch der Wertstoffgewinnung ein bewährtes Standardverfahren. Voraussetzung für einen dauerhaft zuverlässigen Betrieb ist die sichere Regenerierung der Filtermedien. Hierzu muss die an der Oberfläche der Medien sich periodisch ausbildende Filterschicht immer wieder in ausreichendem Maße abgeworfen werden. Positiv für die Regenerierung sind zum einen geringe Haftkräfte zwischen Filterschicht und Filtermedium und zum anderen ausreichend hohe Haftkräfte innerhalb der Filterschicht. So werden bei der üblichen Druckstoßregenerierung eine gleichmäßige Ablösung der Filterschicht (ohne Riss- und Plackenbildung) von dem Filtermedium und ein Abtransport derselben (ohne Wiederanlagerung) in den Staubbunker erreicht. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll experimentell und theoretisch untersucht werden, ob durch ein innovatives Post-Coating die Filterschicht in sich stabilisiert und so die Regenerierung von Oberflächenfiltern positiv beeinflusst werden kann. Periodisches Post-Coating könnte - im Vergleich zum bekannten Pre-Coating - im günstigeren On-line-Betrieb bei geringeren Einschränkungen bezüglich der Wahl des Post-Coat-Materials erfolgen. Es ist experimentell - unterstützt durch Simulationsrechnungen - zu erforschen, welche Eigenschaften eine auf die Filterschicht nachträglich aufgebrachte Deckschicht (Post-Coat) haben muss, damit der Einfluss auf die Regenerierung nachhaltig positiv ist, ohne andere Betriebsparameter wie die Partikelemission nachhaltig zu verändern.
Ziele: Entwicklung einer Methodik zur Erhöhung der Drehzahlgrenze und zur Verbesserung des Saugverhaltens von Kolbenpumpen mit Hilfe der numerischen Strömungsberechnung (CFD) - Reduzierung strömungsmechanisch bedingter Verluste in den Pumpen - Rechnerunterstützte Auslegung und Visualisierung der Innenströmung - Erhöhung der Leistungsdichte der Kolbenpumpen - Erarbeitung von Verbesserungsvorschlägen für die Axialkolbenpumpen. Ergebnisse: Im Ergebnis des Forschungsvorhabens ist eine Einschätzung des Leistungspotenzials der gekoppelten Simulation für die Pumpenberechnung und -optimierung möglich.
Forschungsziele: Verbesserung der Kenntnisse über die komplexen Zusammenhänge zwischen Geometrie, turbulenter Strömung und Betriebsverhalten pneumatischer Vakuum - Ejektoren - Erarbeitung systematischer, wissenschaftlich begründeter Auslegungsmethoden für pneumatische Vakuum-Ejektoren. Angestrebte Ergebnisse: Im Rahmen des Projektes soll ein Berechnungsmodell zur Ermittlung des Betriebsverhaltens pneumatischer Vakuum-Ejektoren entwickelt werden. Dies soll eine genauere Vorhersage der Eigenschaften des entwickelten Ejektors schon im Projektstadium ermöglichen und ist die Basis für eine rechnergestützte Geometrieoptimierung. Das Berechnungsmodell soll insbesondere für die Entwickler in kleinen und mittleren Unternehmen (kmU) als Softwaremodul zur Nutzung in einer kommerziellen Software zur Verfügung gestellt werden. Damit lässt sich die Leistungscharakteristik moderner einstufiger Vakuum-Ejektoren der Pneumatik verbessern und der Entwicklungsaufwand durch den Einsatz von Softwarewerkzeugen reduzieren.
Das oberste technische und wissenschaftliche Arbeitsziel ist der emissionsarme und zuverlässige Dauerbetrieb einer ausschließlich mit Stroh und Getreide befeuerten Kleinanlage (bis zu 49 kW). Eine neuartige und leistungsfähige Filtertechnik mit dem Kostenziel von ca. 3.000-4.000 Euro soll etabliert werden. Innovative Feuerungskonzepte (Brennmulde mit neuartiger Schutzschicht, luftgekühlter Drehrost) und Filtersysteme (Herding-Filter, ATZ-Schüttschichtfilter) werden in einer Versuchsanlage mit geringem Aufwand untereinander kombiniert. Eine thermisch gespritzte Schutzschicht wirkt der Korrosionsproblematik im Feuerraum entgegen. Mit den verschiedenen Anlagenkonfigurationen erfolgen Verbrennungsversuche zur Ermittlung des Betriebs- und Emissionsverhaltens. Die bestgeeignete Konfiguration soll als marktfähiges Produkt etabliert werden. Angesichts von ca. 350.000 landwirtschaftlichen Betrieben mit Getreideanbau in Deutschland ist ein erhebliches Marktpotenzial gegeben. Die neu entwickelte Filtertechnik kann darüber hinaus auch für größere Heiz- oder Heizkraftwerke eingesetzt werden.
Moderne, umweltfreundliche Kraftwerke der Bauart zirkulierende Wirbelchichtfeuerung (ZWS) - auf der Basis von Stein- und Braunkohle - sind eine interessante und leistungsstarke Alternative fuer die Strom- und Waermeerzeugung bei Industriebetrieben und Stadtwerken. Bisher wurden verschiedene Bauarten realisiert, die sich sowohl im Bereich der Verbrennung und der Waermefreisetzung als auch bei der Waermeaufnahme durch Wasser/Dampf durch verschiedene Strukturen und Schaltungen unterscheiden. Ueber den Zusammenhang zwischen der gewaehlten Bauart und dem sich einstellenden Betriebs- und Regelverhalten liegen derzeit nur fuer Einzelbauarten Erkenntnisse vor. Die gestellte Aufgabe hat ihre Bedeutung darin, dass sich das Leistungsverhalten, der Kohleausbrand, die Emissionen, das Teillastverhalten und das Regelverhalten mit der Wahl der Bauart, der Schaltung und dem Konzept der Regelung aendern und beeinflussen lassen. Die Durchfuehrung des Vorhabens soll die Entwicklung von standardisierten Komponentenmodellen fuer die in Frage kommenden Anlagenmodule, die Untersuchung des stationaeren Zusammenspiels und die Ermittlung des Uebertragungsverhaltens fuer verschiedene Bauarten, Schaltungen und Lastzustaende umfassen. Ferner soll der Einfluss der Kohlearten Stein- und Braunkohle auf die Bauart Beruecksichtigung finden.
Der Werkvertrag verpflichtet den Auftragnehmer zur vertraulichen Behandlung der Ergebnisse.
Bei dem Projekt handelt es sich um ein Verbundforschungsvorhaben unter Federfuehrung des Bayrischen Zentrum fuer angewandte Energieforschung e.V. (ZAE) mit jeweils einer Pilotanlage in Berlin und Duesseldorf. Der Einsatz von fernwaermegetriebenen Absorptionskaeltemaschinen zur Kaelteerzeugung fuer Klimatisierung speziell in den Sommermonaten ist in der Regel durch die notwendige hohe Vorlauftemperatur in Verbindung mit hohen Fernheizwasserdurchfluessen als Folge geringer Auskuehlung des Fernheizwassers eingeschraenkt. Durch den Betrieb von weiterentwickelten Schaltungstypen ist es moeglich, den Einsatzbereich von Absorptionskaeltemaschinen in Ferwaermenetzen erheblich zu erweitern. Bei der Kombination einer zweistufigen Schaltung (double lift) mit einer einstufigen (single effect) Kaeltemaschine kann eine groessere Auskuehlung des Waermetraegers erreicht werden. Fuer diesen Maschinentyp, der sogenannten Single Effect/Double Lift - Absorptionskaeltemaschine (SE/DL-AKM), wird eine Temperaturspreizung von mindestens 30 K bei einer Auskuehlung des Fernheizwassers auf Ruecklauftemperaturen von 55 Grad C erwartet. Neben der Leistungsbestimmung der Anlage im Auslegungspunkt wurden Kennfelder zur Ermittlung des Betriebsverhaltens und des COP (Verhaeltnis Kaelteleistung zu Heizleistung) unter folgenden Bedingungen aufgenommen: - Variation der Vorlauftemperatur, ausgehend vom Auslegungspunkt, - Ermittlung der minimalen Ruecklauftemperatur - Variation der Waermetraeger-Massenstroeme - Variation der Kaltwasservorlauftemperatur - Variation der Kuehlwassereintrittstemperatur - Betrieb der Anlage im reinen Single Effect bzw. Double Lift-Modus und Teillastbetrieb.
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