2017-11-01  –  2022-04-30

634.179,00 EUR

Technische Universität Darmstadt - Fachbereich Maschinenbau - FG Gasturbinen, Luft- und Raumfahrtantriebe, Darmstadt, Hessen

03ET7092D

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

In Gaskraftwerken ist es aufgrund geometrischer Randbedingungen notwendig, die angesaugte Luft durch mehrere Krümmer und Plenen dem Verdichter zuzuführen. Die Folge dieser Art der Luftzuführung ist die Bildung von Wirbelfäden und lokalen Ablösegebieten in der Verdichtereintrittsebene. Diese Inhomogenitäten wirken sich negativ auf den Stabilitätsbereich des Verdichters aus. Da eine präzise quantitative Vorhersage jedoch auch mit fortschrittlichen Berechnungsmethoden nicht möglich ist, werden Sicherheitsmargen definiert. Durch solche Sicherheitsmargen wird sichergestellt, dass der Verdichter auch unter Einfluss von Einlaufstörungen sicher betrieben werden kann. Durch den geforderten Abstand zur Stabilitätsgrenze kann der Verdichter oftmals nicht im Wirkungsgradmaximum betrieben werden. Aus diesem Grund ist das Ziel dieses Vorhabens, genauere Aussagen über Einflüsse von Einlaufstörungen auf die Stabilität zu treffen und dadurch die Größe der Margen reduzieren zu können. Im Rahmen des geplanten Projekts werden mit Hilfe eines experimentellen Versuchsaufbaus sowohl aerodynamische als auch mechanische Auswirkungen von unterschiedlichen Einströmbedingungen auf eine repräsentative, transsonische Frontstufe analysiert. Dazu soll am bestehenden 1 ½ stufigen Verdichterprüfstand eine realistische Ansaugstrecke integriert werden. Der geplante Versuchsaufbau ermöglicht eine detaillierte Vermessung der Strömungsgrößen in verschiedenen Axialebenen. Auf Basis der gewonnenen Messdaten kann die globale und lokale Ausprägung und Entwicklung der Störungsgrößen analysiert und die Qualität numerischer und analytischer Vorhersagemethoden überprüft werden. Außerdem wird das umgerüstete Testvehikel in einem zweiten Schritt zur Geometrieoptimierung genutzt, indem durch gezielte Maßnahmen die Ausbildung der Inhomogenitäten beeinflusst wird.