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TU Berlin

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Start des neuen SFB 1029 zur Wirkungsgradsteigerung in Gasturbinen

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Der neue Sonderforschungsbereich „TurbIn – Signifikante Wirkungsgradsteigerung durch gezielte, interagierende Verbrennungs- und Strömungsinstationaritäten in Gasturbinen“ (SFB 1029) ist mit Beginn dieses Monats gestartet. Ziel von TurbIn ist die Entwicklung eines neuen Gesamtkonzeptes zur Leistungssteigerung in Gasturbinen. Der SFB wird von Prof. Dr.-Ing. Rudibert King, Fachgebiet Mess- und Regelungstechnik der Fakultät III, geleitet. Neben der Fakultät V sind Fachgebiete aus den Fakultäten II und III der TU Berlin sowie Partner aus der FU Berlin, der RWTH Aachen und dem DLR beteiligt. Acht der insgesamt siebzehn Teilprojektleiterinnen und Teilprojektleiter stammen aus der Fakultät V, die damit einen maßgeblichen Teil der Forschung in „TurbIn“ trägt. Der SFB 1029 wird in der Zeit vom 01.07.2012 bis 30.06.2016 mit ca. 7 Mio. € von der DFG gefördert.

Gasturbinen erzielen heute einen Gesamtwirkungsgrad von etwa 40 %. Es gehen also 60 % der eingesetzten primären Energie unter Erzeugung von Treibhausgasen und weiteren Schadstoffen in Form von nicht nutzbarer Wärme verloren. Eine Wirkungsgradsteigerung um mindestens 10 % ist die ehrgeizige Vision im neuen SFB 1029. Hierfür soll ein innovatives Verbrennungskonzept entwickelt werden, bei dem die Verbrennung bei konstantem Volumen erfolgt. Dieser Prozess bietet gegenüber der herkömmlichen Gleichdruckverbrennung ein deutliches Potential zur thermodynamischen Wirkungsgradsteigerung. Dem verbrannten Gas soll dabei gar keine Chance zur Ausbreitung gegeben werden, bevor der Verbrennungsvorgang abgeschlossen ist. Lösungsansatz hierfür ist ein System, das eine kontrollierte Verbrennung mit mehrfacher Schallgeschwindigkeit als Detonationswelle ermöglicht. Da die Brennkammer der Gasturbine wegen der großen Luftmassenströme offen ist, werden die naturgemäß entstehenden, sehr starken Druckpulsationen in die benachbarten Komponenten Verdichter und Turbine eintreten. Um die Energiewandlung in dieser neuartigen Gasturbine überhaupt zu ermöglichen und gleichzeitig die Sicherheit des Systems zu gewährleisten, müssen also die inhärent instationär operierenden Module unter intensivem Einsatz gezielter Regelungsansätze aneinander angepasst werden. An der Fakultät V sind zu den beiden Projektbereichen des SFB, dem Verbrennungskonzept einerseits und der maschinentechnischen Umsetzung andererseits, langjährige Forschungskompetenzen vorhanden. Entsprechend wird der Projektbereich „Pulsierende Verbrennung“ von Herrn Prof. Dr.-Ing. Oliver Paschereit, Fachgebiet Experimentelle Strömungsmechanik, und der Projektbereich „Instationäre Maschinencharakteristika“ von Herrn Prof. Dr.-Ing Dieter Peitsch, Fachgebiet Luftfahrtantriebe, als stellvertretende Sprecher geleitet.

Zur wissenschaftlichen Qualifizierung des Nachwuchses ist ein strukturiertes Promotionsprogramm in Form eines integrierten Graduiertenkollegs an den SFB angebunden. Dieses wird betreut von Herrn Dr.-Ing. Jonas Moeck, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik der Fakultät V.

 

Ansprechpartner:

Prof. Dr.-Ing. Dieter Peitsch

Prodekan für Forschung der Fakultät V

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