Das Projekt "Future_Heat_Pump: Analyse und Weiterentwicklung innovativer Wärmepumpentechnologien für zukünftige Gebäude" wird/wurde gefördert durch: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG). Es wird/wurde ausgeführt durch: Fachhochschule Burgenland GmbH.Problematik und Ausgangssituation: Zukünftige Gebäude bedürfen neuer Lösungen im Bereich der Gebäudetechnik. Durch thermisch immer besser werdende Gebäudehüllen müssen auch die Themenfelder Heizen und Kühlen innerhalb der Gebäudetechnik auf diese neuen Bedingungen abgestimmt werden. In den letzten Jahren zeigten sich folgende Trends: kleiner werdende Heizlasten, größer werdende Kühllasten, gleichbleibender Warmwasserbedarf, erhöhte Nutzerkomfortanforderungen. Gleichzeitig denkt jedoch z.B. der Heizungsmarkt (Wärmepumpenhersteller, Installateure, Planer) immer noch in überdimensionierten, mit sehr großem Sicherheitsaufschlag bedachten Leistungsklassen. Es fehlen am Heizungsmarkt geeignete Lösungen im kleinen Leistungsbereich, die einerseits geringe Heizlasten dezentral ohne Verteilverluste abdecken können, und andererseits auch für die dezentrale Warmwasserbereitung geeignet sind. Zusätzlich benötigt ein Großteil der am Markt erhältlichen Wärmepumpen- und Kältemaschinentechnologien klimarelevante Kältemittel. Parallel zu dieser erwähnten Problematik, hat jedoch die Materialforschung in den letzten Jahren große Forschungsfortschritte gemacht, sodass alternative Wärmepumpen- und Kältemaschinentechnologien, ohne klimarelevante Kältemittel, ohne bewegte Teile und ohne Schallemissionen mit Hilfe weiterer Forschungstätigkeit kompetitiv mit konventionellen Technologien werden. Ziele und Innovationsgehalt gegenüber dem Stand der Technik/Stand des Wissens: Ziel des Projekts ist es, materiellen und immateriellen Strukturaufbau im Bereich innovativer dezentraler Wärmepumpentechnologien zu realisieren, insbesondere unter Berücksichtigung neuer innovativer Ansätze wie der Thermoelektrik, Thermoakustik und Magnetokalorik. Dabei werden in den genannten Bereichen Messgeräte und Simulationssoftware angeschafft, sowie experimentelle und numerische Methoden weiterentwickelt und angewandt, um tiefergehende Forschungsaktivitäten für Heiz- und Kühlanwendungen in der Gebäudetechnik durchzuführen. Die Innovation liegt dabei einerseits in der Fokussierung auf dezentrale Wärmepumpen, und andererseits in der Anwendung der Effekte Thermoelektrik, Thermoakustik und Magnetokalorik zum Kühlen und Heizen in der Gebäudetechnik. Erwartete Ergebnisse und Erkenntnisse: Mit Hilfe modernster Messtechnik, Computersoftware, Teststandinfrastruktur und immateriellem Know-How können dezentrale Kompressions-Wärmepumpen und alternative Wärmepumpen- und Kältemaschinenkonzepte basierend auf den Effekten Thermoelektrik, Thermoakustik und Magnetokalorik tiefergehend erforscht werden. Als Ergebnis des Projektes stehen validierte Messmethodiken und Simulationsmethodiken, die es erlauben, gepaart mit dem institutionellen Know-How-Gewinn, dezentrale Kompressions-Wärmepumpen im kleinen Leistungsbereich, sowie innovative Wärmepumpen- und Kältemaschinenkonzepte ohne klimarelevante Kältemittel zu bewerten, weiter zu erforschen und gemeinsam mit Unternehmenspartner weiter zu entwickeln.
Das Projekt "Designentwicklung und Modellierung für innovative Brennkammer-Auskleidungskonzepte, Teilprojekt im Verbundprojekt 'Entwicklung von Verbrennungstechniken im CEC für klimaschonende Energieerzeugung'^Entwicklung von Verbrennungstechnologien für die klimaschonende Ernergieerzeugung. Projekt 1B: Grundlagen (Entwicklung faseroptischer Messmethoden für den Einsatz im Clean Energy Center)^Entwicklung von Verbrennungstechnologien für die klimaschonende Ernergieerzeugung -Projekt 1J : Grundlagen (Untertitel : 'High Performance computing' von Gasturbinenverbrennungssystemen auf Hochleistungscomputer')^Entwicklung von Verbrennungstechnologien für die klimaschonende Ernergieerzeugung - Projekt 1C : Grundlagen: Thermoakustische Anpassung der Prüfstände im Clean Energy Center^Verbundprojekt zur Entwicklung von Verbrennungstechnologien im CEC für die klimaschonende Ernergieerzeugung - Projekt 1: Grundlagenprojekte^Entwicklung von Verbrennungstechnologien für die klimaschonende Energieerzeugung, Projekt 1E: Grundlagen: Virtueller Validierungsstandard zur Charakterisierung von Öl/Wasser Emulsionen^Entwicklung von Verbrennungstechnologien im CEC für die klimaschonende Energieerzeugung - Projekt 2F: Filmgekühlte Turbinenschaufel^CEC - Klimaschonende Verbrennungstechnologie^Entwicklung von Verbrennungstechniken im CEC für klimaschonende Energieerzeugung. Unterprojekt 1 H: Optimierung der Dämpfungseigenschaften keramischer Brennkammer-Auskleidungen^Im Teilprojekt 1F wird ein Verbrennungsmodell für die Verbrennung von flüssigen Brennstoffen und Flüssigbrennstoff/Wasser-Emulsionen entwickelt.^Siemens Clean Energy Center Entwicklung von Verbrennungstechnologien für die klimaschonende Energieerzeugung 1.4 Entwicklung von Brennstoffdüsen für erweiterte Brennstoffflexibilität 1D Charakterisierung des Verbrennungssystems im Labormaß^Entwicklung von Verbrennungstechnologien für die klimaschonende Energieerzeugung; Teilprojekt 2D: Anwendung - Thermoakustische Anpassung der Prüfstande im Clean Energy Center^Verbundprojekt zur Entwicklung von Verbrennungstechnologien im CEC für die klimaschonende Energieerzeugung - Projekt 3A: Validierung^CEC 3B Phosphore II - Weiterentwicklung des Wandtemperaturmessverfahrens^Entwicklung von Verbrennungstechnologien für die klimaschonende Energieerzeugung Projekt 3C: Evolution der faseroptischen Messmethoden für den Einsatz im Clean Energy Centerr^Entwicklung von 'Layered-Structures' und 3D-Fertigungsverfahren, Projekt 3D Untersuchung von Simulationsmethoden zur Berechnung von Schadstoffemissionenn" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Duisburg-Essen, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Fluiddynamik.Ziel des Vorhabens ist die Untersuchung und Simulation der Schadstoffbildung in modernen Gasturbinenbrennkammern, unter Berücksichtigung nieder- und mittelfrequenter thermoakustischer Brennkammerschwingungen. Zuerst soll eine Literaturstudie durchgeführt werden, um existierende Modelle anhand verfügbarer Publikationen zu bewerten. Die geeignetsten Ansätze werden als Prototypen getestet. Ausgewählte Modelle werden in OpenFOAM implementiert. Im zweiten Schritt wird das verifizierte Simulationssystem für turbulente Verbrennung mit Schadstoffbildung auf einen realistischen Testfall angewendet. Derzeit ist als Testfall der Prototyp einer Siemens-Brennkammer vorgesehen, für den detaillierte Untersuchungen am Hochdruckbrennkammer-Versuchsstand der DLR Köln durchgeführt worden sind. Die Durchführung dieser Rechnungen erfordert Zeit auf einem Parallelrechner, die Siemens am Rechenzentrum Jülich einkaufen wird. Der Schwerpunkt der Simulationen liegt auf den Kohlenmonoxid-Emissionen bei reduzierter Last, der Stickoxidemission bei Höchstlast (base load), sowie der Thermoakustik zwischen zwei bis vier Can-Brennkammern. Die Simulationsergebnisse sollen anschließend im Detail analysiert und untersucht werden, um die Ursachen von Vorhersagefehlern einzugrenzen und sie spezifischen Modellannahmen zuzuordnen. Im dritten Schritt werden sogenannte PDF Methoden, welche die Verbundwahrscheinlichkeits-Dichtefunktion (PDF) der Spezieskonzentrationen transportieren und durch chemische Reaktionen modifizieren untersucht. Sie erlauben eine bessere Modellierung der Verbrennung in Bereichen wo die Flameletannahme überstrapaziert wird. Hierzu wird die Methode der 'Stochastic Fields' implementiert. Die erforderlichen Reaktionsmechanismen sollen durch systematische Reduktion und Optimierung detaillierter Modelle gewonnen werden. Die Implementierung soll an einem technischen System der Firma Siemens verifiziert werden. Das vierte Arbeitspaket widmet sich der Dokumentation und Berichterstattung.
Das Projekt "COOREFLEX-Turbo, 2.1.1 Thermoakustisches Stabilitätsverhalten einer mager betriebenen Brennkammer/Einfluss realistischer Brennkammerrandbedingungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG.Intensiver Forschung ist es gelungen, die Gefahr auftretender Pulsationen durch eine entsprechende Auslegung der Brennkammer einzuschränken und gezielt auf auftretende Probleme im Betrieb zu reagieren. Dennoch ist das Bereitstellen weiterer Stabilisierungsmaßnahmen unabdingbar. Und um schnell den Anforderungen des schwankenden Netzes zu folgen, sind zudem Gasturbinen in allen Leistungsklassen erforderlich, die einen astflexiblen Betrieb mit weiteren Brennstoffen problemlos erlauben. Die Problemstellungen erfordern zudem das Weiterentwickeln der Vorhersagemodelle der Schadstoffbildung, der Instabilitäten und deren Messtechnik. Die Arbeiten im Bereich Verbrennung verteilen sich auf die drei Gruppen 'Thermoakustik', 'Brennstoffflexibilität' sowie 'Analyse und Diagnose'.
Das Projekt "COOREFLEX-Turbo, 2.1.2 : Hochfrequenz Instabilitäten. Experimentelle Analyse und Modellbildung von transversalen Instabilitäten mit und ohne Selbstzündung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Institut für Energietechnik, Lehrstuhl für Thermodynamik.1. Vorhabenziel: Aufbauend auf den Untersuchungen der Antragsteller im Projekt BY16GV des Verbundvorhabens KW21 setzt sich das Teilvorhaben das Ziel, thermoakustische Berechnungsmethoden für die Anwendung in der industriellen Auslegung und Analyse von Brennkammern bereitzustellen. Dazu sind einerseits die in der Teilvorhabensbeschreibung erläuterten, offen gebliebenen Fragen durch dedizierte Experimente zu beantworten, andererseits sollen die gefundenen Zusammenhänge in Berechnungsmodelle überführt und diese an experimentellen Vergleichsdaten validiert werden. 2. Arbeitsplanung: Das Teilvorhaben ist in sechs Arbeitspakete, drei experimentelle und drei theoretische strukturiert. Dies sind der Aufbau einer dedizierten Versuchsanlage für HF (Hochfrequenz) Schwingungen mit planaren Fenstern, und die detaillierte Untersuchung der Wärmefreisetzungsschwankung unter Variation der Wärmefreisetzungsverteilung im aerodynamisch und im selbstzündungsstabilierten Betrieb. Die gewonnenen Daten fließen in die parallelen Teilvorhaben sowie die eigene Modellbildung ein. Die theoretisch numerischen Arbeiten fassen die Erkenntnisse aus diesem und aus anderen Teilvorhaben in ein Berechnungswerkzeug auf der Basis der LNSE (Lineare Navier-Stokes Gleichungen) zusammen.
Das Projekt "COOREFLEX-Turbo, 2.1.2C: Hochfrequenz Instabilitäten - LES-basierte Analyse hochfrequenter Verbrennungsinstabilitäten" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Institut für Energietechnik, Lehrstuhl für Thermodynamik.Im Zusammenhang hochfrequenter thermoakustischer Instabilitäten von Vormischflammen soll insbesondere das Übertragungsverhalten der Flamme mittels Grobstruktursimulation charakterisiert und quantitativ bestimmt werden. Die Simulation soll darüber hinaus die Interpretation von Messdaten und die Stabilitätsprüfung (siehe Partnerprojekte bei Alstom, TUB, TUM) unterstützen. Spezielle Methoden zur Nachbearbeitung der Simulationsdaten - speziell Systemidentifikation (SI) und verwandte Ansätze - werden im Projekt in Kombination zum Einsatz kommen. Die geplanten Arbeiten lassen sich wie folgt gliedern: 1) Das Stochastic Fields / Progress Variable (SF/PV) Modell nach Kulkarni wird für die Grobstruktursimulation technisch vorgemischter, aerodynamisch stabilisierter Flammen validiert. 2) Niedrige akustische Reflexionskoeffizienten sind eine wichtige Voraussetzung für die Identifikation von Flammentransferfunktionen. Deshalb müssen Wand-Randbedingungen implementiert werden, die transversale akustische Moden nicht reflektieren. Für die ''brute force'' Simulation thermoakustischer Instabilitäten muss man mittels state-space oder Filter-Modellen eine frequenzabhängige akustische Impedanz-Randbedingung aufprägen.3) Identifikation des Übertragungsverhaltens der FlammeLES/SI mit Korrelationsanalyse setzt linear-zeitinvariantes Verhalten voraus. Dies ist für Flammen mit Selbstzündung bzw. Queranregung nicht gegeben, weshalb Methoden der nichtlinearen Identifikation zum Einsatz kommen müssen. (Text gekürzt)
Das Projekt "Teilvorhaben 2.2.1B Robustes Hochtemperaturverbrennungssystem mit erweitertem Betriebsbereich (HTV-EB)^Betriebspunktabhängige Kühlluftführung für Gasturbinen^Erweiterte Werkstoff- und Bewertungskonzepte für den Betrieb von 700 Grad Celsius-Dampfturbinen: 'Erweiterte Werkstoff- und Lebensdauerkonzepte auf Basis komplexer Versuche'^Sensitivität der Ausfallwahrscheinlichkeit für thermisch und mechanisch belastete Gasturbinenkomponenten mittels adjungierter Verfahren^Projekt 1.1.10 Effiziente, robuste Optimierungsstrategien in hoch dimensionalen Räumen (Antwortflächenverfahren)^Teilverbundprojekt Gasturbine, Verbrennung; Vorhabensgruppe: Hochtemperaturbrennkammertechnologie - Vorhaben 2.3.3 Thermoakustisches Stabilitätsverhalten einer mager betriebenen Brennkammer^1.1.9, '3D-Messung des Strömungsvektors in Verdichtern und Turbinen mittels Astigmatismus-PIV'^COORETEC-Turbo 2020^2.1.7: Methodenentwicklung und Aufbau eines Prüfstands für schadstoffarme Brennerkonzepte für mittelgroße Industriegasturbinen^Wärmeübergangsintensivierung in konvektiven Kühlsystemen mit optimierten Oberflächenstrukturen^3.2.11.: Ausführung und Validierung eines Prüfstandes zur Untersuchung von Seitenwandeinflüssen filmgekühlter Schaufelreihen einer Industriegasturbine^Teilvorhaben 4.5.9: Erweiterte Werkstoff-und Lebensdauerkonzepte auf Basis komplexer Versuche^Teilvorhaben 2.2.1 'Robustes Hochtemperaturverbrennungssystem mit erweitertem Betriebsbereich'^4.1.7 Neuartige Seitenwandprofile zur Wirkungsgradverbesserung^3.2.5 Aerothermische Interaktion zwischen Brennkammer und Turbine^Vorhaben-Gruppe 4.1.5, Optimierung von linearen Simulationstechniken für die aeroelastische Auslegung gekoppelter Turbinenschaufeln, Vorhaben Verbrennung 2.3.4 D: Fortgeschrittene Messmethoden der Verbrennungstechnik" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG.
Das Projekt "CEC - Klimaschonende Verbrennungstechnologie, Entwicklung von Verbrennungstechnologien für die klimaschonende Energieerzeugung; Teilprojekt 2D: Anwendung - Thermoakustische Anpassung der Prüfstande im Clean Energy Center" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Berlin, Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik, Fachgebiet Experimentelle Strömungsmechanik - Hermann-Föttinger-Institut.Ziel des Projektes ist die Anwendung des Konzeptes zur aktiven Anpassung der akustischen Randbedingung eines Hochdruckbrennkammerprüfstandes mit anschließender thermoakustischer Charakterisierung des Verbrennungssystems. Der zuvor entwickelte Prüfstand bietet zum einen die Möglichkeit, unter Hochdruckbedingungen thermoakustische Phänomene des Verbrennungssystems zu untersuchen. Dazu wird im Prüfstand eine stromauf- sowie stromabseitig akustische Anregung mit entsprechend ausgelegten Aktuatoren realisiert. Durch die Messung des akustischen Feldes kann die Flammenantwort auf diese Anregung untersucht werden. Dies erlaubt Rückschlüsse auf das thermoakustische Stabilitätsverhalten des Verbrennungssystems. Zum anderen wird das sogenannte Impedance Tuning genutzt. Hiermit kann die akustische Randbedingung des Prüfstandes so angepasst werden, dass sie der in der Maschine entspricht. Es werden die lineare und die nichtlineare Flammenantwort bestimmt. Im ersten Arbeitspaket wird die Flammenantwort verschiedener Brenner im Hochdruckverbrennungssystem mit den im vorangegangenen Projekt bestimmten Methoden messtechnisch erfasst. Im zweiten Arbeitspaket wird die akustische Randbedingung im Prüfstand mittels im Vorfeld entwickeltem Impedance Tuning nach den Vorgaben des Industriepartners angepasst. Das dritte Arbeitspaket umfasst die Systemmodellierung sowie eine Stabilitätsanalyse der vorgegebenen Brennersysteme.
Das Projekt "Teilvorhaben 2.2.1B Robustes Hochtemperaturverbrennungssystem mit erweitertem Betriebsbereich (HTV-EB)^Betriebspunktabhängige Kühlluftführung für Gasturbinen^Erweiterte Werkstoff- und Bewertungskonzepte für den Betrieb von 700 Grad Celsius-Dampfturbinen: 'Erweiterte Werkstoff- und Lebensdauerkonzepte auf Basis komplexer Versuche'^1.1.8 Detaillierte experimentelle und numerische Untersuchungen der Strömung in einer Radialverdichterstufe mit Rückführung^Sensitivität der Ausfallwahrscheinlichkeit für thermisch und mechanisch belastete Gasturbinenkomponenten mittels adjungierter Verfahren^Projekt 1.1.10 Effiziente, robuste Optimierungsstrategien in hoch dimensionalen Räumen (Antwortflächenverfahren)^1.1.9, '3D-Messung des Strömungsvektors in Verdichtern und Turbinen mittels Astigmatismus-PIV'^COORETEC-Turbo 2020^2.1.7: Methodenentwicklung und Aufbau eines Prüfstands für schadstoffarme Brennerkonzepte für mittelgroße Industriegasturbinen^Wärmeübergangsintensivierung in konvektiven Kühlsystemen mit optimierten Oberflächenstrukturen^3.2.11.: Ausführung und Validierung eines Prüfstandes zur Untersuchung von Seitenwandeinflüssen filmgekühlter Schaufelreihen einer Industriegasturbine^Teilvorhaben 4.5.9: Erweiterte Werkstoff-und Lebensdauerkonzepte auf Basis komplexer Versuche^Teilvorhaben 2.2.1 'Robustes Hochtemperaturverbrennungssystem mit erweitertem Betriebsbereich'^4.1.7 Neuartige Seitenwandprofile zur Wirkungsgradverbesserung^3.2.5 Aerothermische Interaktion zwischen Brennkammer und Turbine^Vorhaben-Gruppe 4.1.5, Optimierung von linearen Simulationstechniken für die aeroelastische Auslegung gekoppelter Turbinenschaufeln, Teilverbundprojekt Gasturbine, Verbrennung; Vorhabensgruppe: Hochtemperaturbrennkammertechnologie - Vorhaben 2.3.3 Thermoakustisches Stabilitätsverhalten einer mager betriebenen Brennkammer" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: GE Power AG.
Das Projekt "Entwicklung von Verbrennungstechnologien für die klimaschonende Ernergieerzeugung -Projekt 1J : Grundlagen (Untertitel : 'High Performance computing' von Gasturbinenverbrennungssystemen auf Hochleistungscomputer')^Entwicklung von Verbrennungstechnologien im CEC für die klimaschonende Energieerzeugung - Projekt 2F: Filmgekühlte Turbinenschaufel^Designentwicklung und Modellierung für innovative Brennkammer-Auskleidungskonzepte - Teilprojekt 2H im Verbundvorhaben 'Entwicklung von Verbrennungstechniken für eine klimaschonende Energieerzeugung'^Entwicklung von Verbrennungstechniken im CEC für klimaschonende Energieerzeugung. Unterprojekt 1 H: Optimierung der Dämpfungseigenschaften keramischer Brennkammer-Auskleidungen^Verbundprojekt zur Entwicklung von Verbrennungstechnologien im CEC für die klimaschonende Energieerzeugung - Projekt 2A: Anwendung^Entwicklung von Verbrennungstechnologien für die klimaschonende Energieerzeugung. Projekt 2B: Grundlagen (Entwicklung von Methoden zur Messung von Wandtemperaturen und Simulationen hochfrequenter Brennkammerschwingungen)^Entwicklung von Verbrennungstechnologien im CEC für die klimaschonende Energieerzeugung - Projekt 2J: Entwicklung von 'Layered-Structures' und 3D-Fertigungsverfahren^CEC - Klimaschonende Verbrennungstechnologie^Im Teilprojekt 1F wird ein Verbrennungsmodell für die Verbrennung von flüssigen Brennstoffen und Flüssigbrennstoff/Wasser-Emulsionen entwickelt.^Siemens Clean Energy Center - Entwicklung von Verbrennungstechnologien für die klimaschonende Energieerzeugung 2.1 Kühlluftreduktion des evolutionären PCS Brenners 2C Anwendung thermographischer Phosphore zur Oberflächentemperaturmessung^Entwicklung von Verbrennungstechniken im CEC für klimaschonende Energieerzeugung, Vorhabengruppe 2.3 (Kühlluftreduktion von Turbinenleitschaufeln), Vorhaben 2G: Prallgekühlte Turbinenleitschaufeln^Entwicklung von Verbrennungstechnologien für die klimaschonende Energieerzeugung - Projekt 2E: Anwendung Optische Messung von Turbineneintrittsprofilen^Entwicklung von Verbrennungstechniken im CEC für klimaschonende Energieerzeugung. Unterprojekt 2 I: Optimierung der Dämpfungseigenschaften keramischer Brennkammer-Auskleidungen - PHASE 2^Entwicklung von Verbrennungstechnologien für die klimaschonende Energieerzeugung; Teilprojekt 2D: Anwendung - Thermoakustische Anpassung der Prüfstande im Clean Energy Center, Entwicklung von Verbrennungstechnologien für die klimaschonende Ernergieerzeugung - Projekt 1C : Grundlagen: Thermoakustische Anpassung der Prüfstände im Clean Energy Center" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Berlin, Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik, Fachgebiet Experimentelle Strömungsmechanik - Hermann-Föttinger-Institut.Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung, Aufbau und Test eines Hochdruckprüfstandes zur vollständigen akustischen Untersuchung von Verbrennungssystemen unter erhöhten Druckbedingungen am Clean Energy Center der Siemens AG. Um dieses Vorhaben zu realisieren, wird die Auslegung und der Aufbau des Prüfstandes unterstützt. Außerdem werden mehrere akustische Aktuatoren entwickelt und gefertigt, die die akustische Anregung des Prüfstandes ermöglichen. Ohne eine solche akustische Anregung, sowohl auf der Stromauf- als auch der Stromabseite des Verbrennungssystems, wäre eine vollständige akustische Untersuchung der Flammendynamik nicht möglich. Die angesprochenen Aktuatoren sollen im Rahmen dieses Projektes nicht nur entwickelt und gefertigt werden, sondern außerdem in den Hochdruckprüfstand des CEC implementiert und getestet werden. Die Arbeitsplanung des Projektes lässt sich grob in drei Hauptabschnitte einteilen: 1. Für die Unterstützung beim Aufbau des Prüfstandes kommen akustische Netzwerkmodelle zum Einsatz, um den optimalen Aufbau des akustischen Messequipments zu bestimmen. 2. Für die Entwicklung der akustischen Aktuatoren werden vielversprechende Aktuatorkonzepte ausgewählt und mithilfe von numerischen Berechnungen untersucht. 3. Die finalen akustischen Untersuchungen des Verbrennungssystems werden unter Zuhilfenahme von optischen Messungen und Druckmessungen durchgeführt.
Das Projekt "Generierung pulsierender Prallstrahlen zur Erhöhung der Kühleffektivität im Turbinengehäuse^4.1.4 Dämpfungsbestimmung für gekoppelte Laufschaufeln^4.2.4 Teillastverhalten von Regelventilen in Einströmgehäusen von Kompressorantriebsturbinen^Teilprojekt 3.2.4; Wärmeübergang und Filmkühleffektivität auf dreidimensional konturierter Seitenwand^1.1.8 Detaillierte experimentelle und numerische Untersuchungen der Strömung in einer Radialverdichterstufe mit Rückführung^Projekt 1.1.10 Effiziente, robuste Optimierungsstrategien in hoch dimensionalen Räumen (Antwortflächenverfahren)^3.1.6 Flächenhafte Messung der internen Wärmeübergänge für Kühlsysteme von Turbinenlaufschaufeln unter maschinenähnlichen Betriebsbedingungen^COORETEC-Turbo 2020^Teilverbundprojekt: Verbrennung; Teilvorhaben 2.3.1 Hochtemperaturverbrennungssystem für flexiblen Operationsbereich^1.3.5 Probabilistische Untersuchung und Detailoptimierung von Verdichterrotoren für Turbomaschinen (AG TURBO 2020)^1.3.1 Anlagentechnik und Automatisierung von CCS-Strängen^2.1.7: Methodenentwicklung und Aufbau eines Prüfstands für schadstoffarme Brennerkonzepte für mittelgroße Industriegasturbinen^1.1.6b Effiziente Laufschaufelgestaltung mit Gehäusestrukturierung^Vorhaben-Gruppe 4.1.5, Optimierung von linearen Simulationstechniken für die aeroelastische Auslegung gekoppelter Turbinenschaufeln^2.3.2B Modellierung thermoakustischer Rückkoppelungen für Mage Verbrennungskonzepte^2.Verbrennung AP: 2.3.1b Hochtemperaturverbrennungssystem für flexiblen Operationsbereich - HTV flex Op, Teilvorhaben 2.2.1B Robustes Hochtemperaturverbrennungssystem mit erweitertem Betriebsbereich (HTV-EB)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Verbrennungstechnik.Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojektes AG Turbo 2020. Im Mittelpunkt dieses Vorhabens steht die Erweiterung des Betriebsbereiches eines robusten Hochtemperatur-Gasturbinenbrenners, mit dem niedrige Stickoxidemissionen bei hohen Temperaturen als auch geringe Kohlenmonoxidemissionen bei tiefen Temperaturen erreicht werden können. Außerdem soll mit Hilfe einer axialen Stufung thermoakustisch induzierte Verbrennungsinstabilitäten über einen größeren Betriebsbereich vermieden werden. Dazu soll eine umfassende akustische Charakterisierung für unterschiedliche Betriebsparameter zusammen mit verschiedenen optischen Messtechniken durchgeführt werden. Aus diesen Messungen wird ein umfangreicher Datensatz erstellt, mit dem Siemens Validierungen für die numerische Simulation durchführen kann. Für den Hochdruckbrennkammerprüfstand HBK-S soll eine Brennkammer entwickelt werden, die ein möglichst ähnliches akustisches Verhalten wie eine aktuell bei Siemens verwendete Gasturbinenbrennkammer hat. Mit der zusätzlichen axialen Stufung werden verschiedene Betriebspunkte hinsichtlich des akustischen Verhaltens und der Abgasemissionen charakterisiert. In einer zweiten Messkampagne werden dann für ausgewählte Betriebspunkte detaillierte laserdiagnostische Verfahren eingesetzt, mit denen der CO-Ausbrand, das Strömungsfeld und die Lage der Flammenfront bestimmt werden sollen.
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