2017-11-01  –  2024-01-31

174.235,00 EUR

MTU Aero Engines AG, München, Bayern

03ET7090G

Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]

01172231/1  –  ECOFLEX-Turbo

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundvorhabens AG Turbo ECOFLEX-Turbo. Die Strömung in rein axial belüfteten Verdichterkavitäten von Gasturbinen stellt hohe Anforderungen an CFD Simulationen. Um für Thermalrechnungen zuverlässige Aussagen zu erhalten, bedarf es fortschrittlicher konjugierter CFD (CHT-CFD) Methoden. Auf Basis von Testaufbauten im Partner Vorhaben 3.1.4b wird die Modellierung der Kavitätenströmung verbessert und der validierte Bereich von CHT-CFD Simulationen deutlich erweitert. Heute verfügbare, gesteigerte Rechnerleistungen ermöglichen eine entsprechend verbesserte Modellierung gegenüber den bisher eingesetzten Methoden. Durch verbesserte Randbedingungen aus den validierten CHT-CFD Simulationen werden frühzeitige Vorhersagen der lokalen Gradienten und damit der LCF Bewertungen der Rotoren um > 20% genauer. Die verbesserte Vorhersage der Scheibentemperaturen ermöglicht eine präzisere Vorhersage des Radialspalts und des Verdichterwirkungsgrades um bis zu 0,2%. Zunächst werden umfangreiche Voruntersuchungen mittels CHT-CFD durchgeführt, um die CFD Methodik zu definieren und die Gestalt der Kavitäten festzulegen. Beim Partner TU Dresden erfolgen die experimentellen Untersuchungen des 2-Kammerprüfstands mit unterschiedlicher Breite der Kavitäten und Variation der Betriebsparameter. Diese Untersuchungen liefert die notwendige Datenbasis für die Modellierung. Die experimentell gewonnene Datenbasis wird zur Optimierungen der CHT-CFD Methodik und deren Validierung. Dabei sind Anpassungen wie eine Verbesserung der Vernetzung, Optimierungen der Lösungsschrittweiten, Auswahl eines stationären oder instationären Verfahrens sowie Anpassungen der Turbulenzmodellierung vorgesehen.