Digitalisierung und interdisziplinäre Auslegungstechnologien von Turbomaschinen für die Energiewende, Teilvorhaben: 1.3 und 3.3

Description: In zwei Teilvorhaben sollen zum einen ein effizientes Thermalfarben-Postprocessing mittels farbiger digitaler Zwillinge entwickelt werden und zum anderen robuste Axialverdichterstufen für Axial-Radial-Verdichter untersucht werden. Die Analyse von Boroskopbildern ist derzeit eine manuelle Aufgabe von Experten und sehr zeitaufwendig. Eine Schnittstelle, um die Erkenntnisse aus der Boroskopanalyse an Systeme der Auslegungsingenieure zu übergeben, gibt es nicht. Daher sollen Methoden entwickelt werden, welche möglichst schnell und automatisch die Ergebnisse der Messungen aufbereiten und dem Auslegungsingenieur als digitale Zwillinge zur Verfügung stellen. Weiterhin sollen die Ergebnisse auf den digitalen Zwillingen so aufbereitet werden, dass eine Erfassung, Bewertung und potenzielle statistische Auswertung der turbomaschinentypischen Ereignisse (Verfärbungen, TBC-Schäden, Risse, …) möglich ist. Die Kombination von axialen mit einer abschließenden radialen Verdichterstufe ermöglicht es auch in kleinen Verdichtern / Gasturbinenanlagen, hohe Druckverhältnisse zu erreichen und dabei die Bauteilanzahl zu reduzieren. Eine abschließende radiale Verdichterstufe führt zu speziellen Anforderungen an die davorliegenden axialen Stufen. Aufgrund der unterschiedlichen Kennlinien-Charakteristika von axialen und radialen Stufen ist die Stufenabstimmung genauer zu betrachten. Hier setzt das geplante zweite Teilvorhaben an und analysiert das Zusammenspiel von axialen und radialen Verdichterstufen. Insbesondere wird die letzte verbleibende Axialverdichterstufe hinsichtlich ihrer Stabilität und der Konfiguration des Leitrades untersucht. Diese Untersuchungen sollen eine weitere Erhöhung des Verdichterdruckverhältnisses und damit Steigerung des Gesamtwirkungsgrads in kleinen flexiblen Gasturbinenanlagen ermöglichen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Energiewende ? Digitalisierung ? Gasturbine ? Statistische Analyse ? Digitaler Zwilling ?

Region: Saxony

Bounding boxes: 13.25° .. 13.25° x 51° .. 51°

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License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Technische Universität Dresden, Institut für Strömungsmechanik, Professur für Turbomaschinen und Flugantriebe (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2022-09-01 - 2025-08-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subprojects: 1.3 and 3.3
  Description: In two subprojects, an efficient thermal color post-processing using colored digital twins is to be developed on the one hand, and robust axial compressor stages for axial-radial compressors are to be investigated on the other. The analysis of borescope images is currently a manual task of experts and very time consuming. An interface to transfer the findings from the borescope analysis to systems of the design engineers does not exist. Therefore, methods are to be developed which process the results of the measurements as quickly and automatically as possible and make them available to the design engineer as digital twins. Furthermore, the results on the digital twins are to be processed in such a way that a recording, evaluation and potential statistical evaluation of turbomachinery-typical events (discoloration, TBC damage, cracks, …) is possible. The combination of axial with a final radial compressor stage makes it possible to achieve high pressure ratios even in small compressors / gas turbine plants, while reducing the number of components. A final radial compressor stage leads to special requirements for the axial stages in front of it. Due to the different characteristics of axial and radial stages, the stage tuning has to be considered in more detail. This is where the planned second subproject comes in and analyzes the interaction between axial and radial compressor stages. In particular, the last remaining axial compressor stage will be investigated with regard to its stability and the configuration of the guide wheel. These investigations should enable a further increase in the compressor pressure ratio and thus an increase in overall efficiency in small flexible gas turbine plants. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1122354

Status

Aktiv

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