2016-01-01  –  2020-01-31

145.696,69 EUR

Universität Stuttgart - Fakultät 6 Luft- und Raumfahrttechnik und Geodäsie - Institut für Thermodynamik der Luft- und Raumfahrt, Stuttgart, Baden-Württemberg

03ET7073F

Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]

01131485/1  –  CEC - Klimaschonende Verbrennungstechnologie

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Dieses Vorhaben ist Teil des von der Siemens AG beantragten 'Verbundprojektes Entwicklung von Verbrennungstechniken im CEC (Clean Energy Center) für klimaschonende Energieerzeugung'. Um Kühlsysteme von modernen hocheffizienten Gasturbinenschaufeln den thermischen Belastungen mit der Zielrichtung eines geringen Kühlluftbedarfs, geringen thermischer Spannungen und hoher Lebensdauer anzupassen, müssen die lokalen Kühlungseigenschaften eines Systems unter allen relevanten Betriebsbedingungen bekannt sein. Der besondere Fokus liegt im vorliegenden Antrag auf der Verbesserung der Vorhersage des internen konjugierten Wärmeübergangs in Gasturbinenschaufeln durch numerische Simulation (CFD). Dies schließt zum einen die Berücksichtigung realitätsnaher Randbedingungen sowie der Struktur-/Fluid-Kopplung in Bezug auf Wärmeübergang mit ein. So lassen sich Unsicherheiten bei der Übertragbarkeit der Ergebnisse weitestgehend zu eliminieren. Zum anderen setzt das Projekt bei der Weiterentwicklung von Zweigleichungs-Turbulenzmodellen an, um eine genauere Berechnung der vorherrschenden Strömungs- und Wärmetransportmechanismen zu erreichen. Die Verbesserungen an der Methodik der Berechnung zielen insbesondere auf eine genauere Modellierung der Turbulenz durch Modellverbesserungen und –anpassungen an die vorherrschenden Gegebenheiten ab. Das hier beantragte Vorhaben soll verschiedene Kühlungskonfigurationen in Gasturbinenschaufeln numerisch untersuchen. Aufgrund der zu untersuchenden realitätsnahen Bedingungen, werden die Berechnungen konjugiert ausgeführt. Die Verbesserungen an der Methodik der Berechnung zielen insbesondere auf eine genauere Modellierung der Turbulenz durch Modellverbesserung von Zweigleichungs-Turbulenzmodellen ab.