2016-01-01  –  2020-03-31

158.750,00 EUR

Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Engler-Bunte-Institut - Bereich Verbrennungstechnik, Karlsruhe, Baden-Württemberg

03ET7073H

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

Die genaue Vorhersage der Temperaturverteilung in der Brennkammer ist die Basis für eine weitere Erhöhung des Druck- und Temperaturniveaus und damit der Effizienz bei gleichzeitiger Einhaltung der Emissionsgrenzwerte. Diese erfordert die realitätsnahe Modellierung von wichtigen Teilprozessen und deren Integration in ein Gesamtmodell. Die Teilprozesse, die dabei betrachtet werden, sind der Einfluss der Spraystartcharakteristik auf die Dispersion der Brennstofftropfen, die Tropfen-Wand Interaktion, um unerwünschte Brennstoffablagerung zu minimieren sowie des Einflusses von Wärmeverlusten auf die Wärmefreisetzungscharakteristik. Darüber hinaus soll die Vorhersagefähigkeit des erweiterten Modells anhand der Simulation des Verbrennungsverlaufs von zwei geometrisch ähnlich skalierten Brennkammern demonstriert werden. Die beabsichtigte Forschungsarbeit wird in 3 Arbeitsschritten bzw. Arbeitspaketen realisiert. Im ersten Arbeitspaket erfolgt die Validierung des entwickelten Modells durch den Vergleich mit existierenden experimentellen Ergebnissen. Durch die Bewertung der schon integrierten Modelle werden die Schwachstellen des entwickelten Modells identifiziert, sodass dieses entsprechend modifiziert oder erweitert werden kann. Im zweiten Arbeitspaket erfolgt die Integration von neuen Teilmodellen zur Erfassung des Einflusses von Wärmeverlusten auf die Wärmefreisetzung und Modellen zur Beschreibung der Tropfen-Wand Interaktion. Abschließend soll im dritten Arbeitspacket die Modellierung des Gesamtprozesses für die unterschiedlichen Betriebsbedingungen erfolgen, die innerhalb des CEC Projektes 3G auch experimentell von dem DLR untersucht werden, um die Einsatzfähigkeit des erweiterten Modells für die Auslegung von realen Gasturbinenbrennkammern zu bewerten.