2020-09-01  –  2022-10-31

117.347,76 EUR

Universität Duisburg-Essen - Fakultät für Ingenieurwissenschaften - Lehrstuhl für Strömungsmaschinen, Duisburg, Nordrhein-Westfalen

03EE5041H

Konventionelle Kraftwerkstechnik - Komponentenentwicklung [EA1312]

01213211/1  –  InnoTurbinE - Innovative Turbomaschinen für nachhaltige Energiesysteme

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Mit der Entwicklung von Turbomaschinen wird die Abdichtung der Wellenenden, die verhindert, dass das Prozessfluid aus der Maschine in die Atmosphäre entweicht, immer wichtiger. Dichtungsfehler sind verantwortlich für unerwünschte und ungeplante Maschinenstillstände im Feld und können bei Verwendung gefährlicher Fluide zur Gefahr für Mensch und Umwelt werden. Die Forschung an berührungslosen Gleitringdichtungen mit Trockengasschmierung, die im Allgemeinen als DGS (Dry Gas Seals) abgekürzt werden, wird aufgrund des geringen und kontrollierbaren Leckagemassenstroms sowie des berührungslosen Betriebes und der Eignung für die Hochdruckumgebung als Dichtungslösung eingesetzt. Aktuelle Modelle sind im begrenzten Umfang in der Lage, die Leistung der Dichtungskonstruktion zu validieren und Konstruktionsprobleme anhand der Betriebskriterien zu identifizieren. Die fortschreitende Digitalisierung eröffnet der DGS die Möglichkeit, Leistungsdaten in Echtzeit zu analysieren. In diesem Forschungsvorhaben wird die Untersuchung des digitalen Zwillings mechanischer Trockengasdichtungen (DGS) experimentell und numerisch erforscht. Basierend auf den experimentellen Daten kann eine dynamische Modellierung des Systems erfolgen, die die Interaktion der Komponenten berücksichtigt und den Einfluss der charakteristischen Parameter in Bezug auf die Dichtungsleistung in jeder Phase ihres Lebenszyklus zeigt. Die so gewonnenen Daten und das daraus resultierende Wissen können in einer Datenbank hinterlegt und mit einem Digitalen Zwilling verlinkt werden. Dies ermöglicht nicht nur die Trockengasdichtung in der frühen Entwurfsphase zu optimieren, sondern auch die Möglichkeit, den aktuellen Zustand und die aktuelle Funktionsfähigkeit der Dichtung zu ermitteln und so an einem pro-aktiven Servicekonzept zu arbeiten.