2014-05-01  –  2019-04-30

447.623,76 EUR

Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät 4 - Maschinenwesen - Lehrstuhl und Institut für Strahlantriebe und Turbomaschinen (IST), Aachen, Nordrhein-Westfalen

03ET7041A

Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]

01144152/1  –  COOREFLEX-Turbo

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Im Rahmen dieses Vorhabens sollen ausgewählte, technisch relevante Konfigurationen von konvektionsgekühlten Turbinenschaufeln sowie einzelne Abschnitte des Kühlsystems numerisch und experimentell untersucht werden. Zusammen mit den experimentellen Ergebnissen (Vorhaben 3.3.4 a) lassen sich diese Konfigurationen im Detail untersuchen. Die dabei auftretenden Phänomene und Mechanismen können analysiert und quantifiziert werden. Auf Basis dessen kann als Umsetzung der Erkenntnisse ein Auslegungsverfahren für konvektive Kühlsysteme entwickelt und für einen weiten Bereich von Heißgas- und Kühlluftzuständen validiert werden. Zum detaillierten Verständnis des Einflusses dreidimensionaler Strömungseffekte auf den Wärmeübergang werden konjugierte Rechnungen durchgeführt. Im ersten Schritt werden begleitend zu den Messungen am Kaltluftkanal (3.3.4 b) konjugierte Rechnungen durchgeführt mit deren Hilfe der Einfluss der Modellierung der turbulenten Strömung und des turbulenten Wärmeübergangs untersucht wird. Im zweiten Schritt werden weitere konjugierte Rechnungen ergänzend zu den Experimenten am Heißgasgitterprüfstand (3.3.4 b) durchgeführt, bei welchen der Einfluss von Sekundärströmungen, Transition und Strahlung bei unterschiedlichsten Betriebsbedingungen untersucht werden. Des Weiteren wird mit Hilfe eines zweidimensionalen FEM-Berechnungsmoduls eine robuste Methode bereitgestellt, welche eine schnelle und präzise Vorauslegungen neuer Kühlsystemgeometrien ermöglicht.