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Das Gesamtziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung von schallabsorbierenden keramischen Absorbern zur Dissipation von Schallenergie aus dem Rückkoppelungsmechanismus von Verbrennungsinstabilitäten in Gasturbinen-Brennkammern.

Das Projekt "Das Gesamtziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung von schallabsorbierenden keramischen Absorbern zur Dissipation von Schallenergie aus dem Rückkoppelungsmechanismus von Verbrennungsinstabilitäten in Gasturbinen-Brennkammern." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation durchgeführt. Um die Anforderungen moderner hocheffizienter Gasturbinen zu erfüllen, sollen innovative keramische Brennkammerwand-Konzepte mit folgenden Zielen entwickelt und evaluiert werden: - Minimierung des Kühlluftverbrauchs, - Erhöhung der Wandtemperaturen, - Optimierung akustischer Dämpfungseigenschaften der keramischen Brennkammer-Auskleidung. Die Effektivität der keramischen Isolierung, ausreichende Festigkeit und sehr gute Hochtemperatureigenschaften der keramischen Komponenten sind dabei von entscheidender Bedeutung. Poröse keramische Materialien bieten darüber hinaus das Potential, sich positiv auf die Dämpfung der Verbrennungsschwingungen in der Brennkammer auszuwirken. Es handelt sich hierbei um einen bekannten Effekt, die im Rahmen der Materialentwicklungen in diesem Projekt besonders genutzt werden soll. Alle genannten Projektziele sollen durch einen interdisziplinären Ansatz bei der Material- und Designentwicklungen realisiert werden. Dabei ist die Kooperation mit den Projektpartnern von großer Bedeutung, um Know-How, Kernkompetenzen und Erfahrung in den relevanten Schlüsseltechnologien für das Projekt zur Verfügung zu stellen. Die aktuelle Phase 3 stellt die Haupt-Testphase des Projektes dar, in der außer weiteren umfangreichen High-Cycle-Fatigue-Tests bei erhöhter Temperatur im Siemens-Testcenter Mülheim zusätzlich anlagennahe Tests im Siemens Clean Energy Center (CEC) durchgeführt werden sollen. Entsprechende Testkonzepte werden für die heute verfügbaren Bauteilgrößen plangemäß umgesetzt. Die Auswertung der Testergebnisse sowie die Nachuntersuchung der Bauteile nach dem Test bilden die Basis für eine weitere Optimierung der Material- und Designkonzepte. Ein zusätzlicher Fokus dieser Phase liegt auf der Prototypenfertigung bzw. der Weiterentwicklung der eingesetzten Fertigungstechnologien.

Untersuchung verbrennungsbedingter Schwingungs- und Laermvorgaenge vollvormischender Flaechenbrennersysteme in haushaltlichen Gasfeuerstaetten - Ableitung von Design- und Betriebsparametern

Das Projekt "Untersuchung verbrennungsbedingter Schwingungs- und Laermvorgaenge vollvormischender Flaechenbrennersysteme in haushaltlichen Gasfeuerstaetten - Ableitung von Design- und Betriebsparametern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gaswärme-Institut e.V. durchgeführt. Aus theoretischen Grundlagenuntersuchungen und praktischem Gasgeraeteeinsatz ist bekannt, dass es waehrend Verbrennungsprozessen bei bestimmten Geraetedimensionen und Betriebsbedingungen zu Schwingungs- und Laermproblemen kommen kann. Eine verlaessliche Vorausberechnung dieser Vorgaenge in komplexen Gasgeraeten, mit denen verbrennungsbedingte Schwingungen mit Sicherheit vermieden werden koennen, ist zur Zeit noch nicht moeglich. Im allgemeinen werden Schwingungsprobleme erst nach Produktfertigstellung erkannt und auf Grund der Erfahrungswerte der Hersteller durch kostenintensives Probieren abgestellt. Erkenntnisse aus Grundlagenuntersuchungen sind nur bedingt auf das akustische Verhalten von komplexen Geraeten uebertragbar. Die ersten Ergebnisse des Forschungsvorhabens einer Parametervariation an einem Versuchsgeraet zeigen, dass die Anzahl der Geraete- und Betriebsparameter, die das akustische Verhalten des Geraets beeinflussen, vielfaeltig ist. Die Kopplungsmechanismen zwischen stroemungsmechanischen, thermodynamischen und akustischen Prozessen sind sehr komplex. Eine genaue Unterscheidung nach Ursache und Wirkung eines akustischen Problems kann zur Zeit noch nicht vorgenommen werden. Des weiteren muss festgestellt werden, dass vorhandene Brennkammerschwingungen erst bei diskreten Betriebsbedingungen und/oder Geraetedimensionen durch sprunghafte Erhoehung der Druckamplitude zu Laermproblemen fuehren. Die Systemgrenze zur Analyse und Erklaerung verbrennungsbedingter Schwingungs- und dadurch auftretende Laermprobleme muss um das gesamte Geraet gelegt werden. Das Hauptziel des Forschungsvorhabens ist, eine Berechnungsmethode zu entwickeln, mit der das thermoakustische Verhalten von Flaechenbrennersystemen in Abhaengigkeit der Geometriegroessen und Betriebsbedingungen vorab bestimmt werden kann. Um dieses Ziel zu erreichen, ist der Loesungsweg durch folgende Schritte gekennzeichnet: 1. Experimentelle Analyse von selbsterregten Brennkammerschwingungen. - 2. Experimentelle Untersuchung des Entstehungsmechanismusses von Brennkammerschwingungen. - 3. Theoretische, komplexe und allgemeingueltige Betrachtung des thermoakustischen Verhaltens von Flaechenbrennersystemen. - 4. Erstellung eines Massnahmenkataloges zur Vermeidung von Schwingungen. - 5. Entwicklung einer Berechnungsmethode zur Vorausbestimmung des thermoakustischen Verhaltens von Flaechenbrennersystemen. Eine ausfuehrliche Literaturrecherche zum Thema wurde durchgefuehrt.

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