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4.3.8; 'Erhöhung der Flexibilität des Dampfturbinenbetriebs durch Verbesserung des Teillastverhaltens von Regelventilen'

Das Projekt "4.3.8; 'Erhöhung der Flexibilität des Dampfturbinenbetriebs durch Verbesserung des Teillastverhaltens von Regelventilen'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siemens AG durchgeführt. Vorhabenziel ist die Untersuchung der Strömung in einer Stell- und Schnellschluss-Ventilkombination und deren Interaktion mit den Bauteilen des Ventils. Je nach Betriebszustand der Anlage treten in den Regelventilen der Turbine stark unterschiedliche Strömungszustände auf. Diese reichen von hoher Überschallströmung bei Teillasten, über transsonische Zustände bis hin zu Unterschallströmungen bei Normalbetrieb. In all diesen Lastpunkten muss ein sicherer Betrieb der Anlage gewährleistet sein. Weiterhin ist es im Normalbetrieb von höchstem Interesse, die Strömungsverluste soweit wie möglich zu minimieren. Grundlegendes Ziel ist die Verbesserung der Vorhersage des Teillastverhaltens von Regelventilen durch die Entwicklung eines numerischen Rechenmodells und eines Prognose-Tools. Durch den Aufbau und die Anwendung numerischer Rechenmodelle soll entsprechend der formulierten Vorhabenziele fundamentales Wissen über die Strömungszustände innerhalb von Regelventilen erworben werden. Dazu wird zunächst eine Validierung des aufgebauten fluiddynamischen Rechenmodells anhand von früher durchgeführten Experimenten bzw. anhand von experimentellen Ergebnissen aus der Literatur durchgeführt. Danach ist eine Validierung des strukturdynamischen Rechenmodells erforderlich. Im Anschluss daran sollen Fluid-Struktur-Kopplungen für verschiedene Geometrien von Ventilen durchgeführt werden, indem der Ventilstruktur die aus der fluiddynamischen Rechnung ermittelten Kräfte aufgeprägt werden.

Numerische Simulation der Fluiddynamik und Reaktionskinetik in Rostfeuerungsanlagen

Das Projekt "Numerische Simulation der Fluiddynamik und Reaktionskinetik in Rostfeuerungsanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, Bereich Umwelttechnik durchgeführt. Ziel ist es, die Ueberpruefung von kostenguenstigen primaerseitigen Optimierungsansaetzen in thermischen Abfallbehandlungsanlagen zu ermoeglichen. Ein Baustein dieser Pruefung ist die computergestuetzte Simulation der Betriebsbedingungen in unterschiedlichen Lastzustaenden. Die Erweiterung der vorhandenen Softwareprodukte zur Simulation der Fluiddynamik um die physikalisch-chemischen Vorgaenge in der Feststoffschuettung ist als Schwerpunkt der Arbeiten formuliert. Als Zwischenergebnis laesst sich sagen, dass die reine Betrachtung von fluiddynamischen Effekten ohne die Einbeziehung von Einfluessen der Feststoffreaktionen oftmals nur unbefriedigende Ergebnisse liefert und gerade bei der inhomogenen Abfallverbrennung nicht aussagekraeftig ist. Die Einbeziehung der Feststoffreaktion soll nun durch Kopplung der vorhandenen Software mit einem selbstentwickelten Modell ermoeglicht werden, wobei eine dynamische Schnittstelle erstellt wird, die den Austausch von Parametern steuert.

Durchlaessigkeitsverhalten von Steinsalzversatz bei gekoppeltem Einfluss von Fluiddynamik, Gebirgsmechanik und Loesungsvorgaengen

Das Projekt "Durchlaessigkeitsverhalten von Steinsalzversatz bei gekoppeltem Einfluss von Fluiddynamik, Gebirgsmechanik und Loesungsvorgaengen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Bohrtechnik und Fluidbergbau durchgeführt. Bereitstellung von Daten fuer die Berechnung von Ausbreitungsvorgaengen in verfuellten Bereichen eines Endlagers im Steinsalz; - Quantifizierung der Einflussparameter Ueberlagerungsdruck, Feuchte, Salz-Lauge-Wechselwirkungen; - Teilziele: realitaetsnahe Kompaktion des Versatzmaterials, Bereitstellung stationaerer und instationaerer Messverfahren und -apparaturen zur Messung kleiner Fluidstroeme.

Globale Simulation einfacher Fluide

Das Projekt "Globale Simulation einfacher Fluide" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Fachgruppe Chemie, Institut für Physikalische Chemie durchgeführt. Es geht bei diesem Projekt um eine Methode zur Vorausberechnung makroskopischer, insbesondere thermodynamischer Daten von Flüssigkeiten oder komprimierten Gasen ohne Verwendung experimenteller Daten, d.h. nur aus quantenmechanischen Rechnungen, gefolgt von Computersimulationen. Der Rechenaufwand ist sehr hoch, aber wegen der Fortschritte der Computertechnologie inzwischen realisierbar. Zu den Teilproblemen des Projekts zählen u.a. die Berücksichtigung von Dreikörper-Potentialen und thermodynamischen Quanteneffekten, die Konstruktion optimaler intermolekularer Potentiale sowie die Simulation molekularer Fluide, bei denen als Komplikation langreichweitige oder nichtlokale Wechselwirkungen oder Deformationen auftreten können. Erste Untersuchungen (Dampfdruckkurven, Flüssigkeitsdichten und kalorische Daten von Neon, Argon, Krypton und Stickstoff) ergaben Vorhersagegenauigkeiten, die an die Größenordnung der experimentellen Unsicherheit heranreichen. Inzwischen wurden auch Hochdruck-Siedegleichgewichte von Edelgasmischungen 'ab initio' berechnet. Die Globale Simulation könnte eine Alternative oder zumindest eine Ergänzung zum Experiment darstellen, wenn die Messungen sehr aufwendig oder riskant sind, also z.B. bei toxischen, korrosiven, explosiven oder instabilen chemischen Verbindungen.

Durchlaessigkeitsverhalten von Steinsalzversatz gegenueber Laugen unter Beruecksichtigung von zeitlich veraenderlichen Ueberlagerungsdruecken und Loesungsvorgaengen

Das Projekt "Durchlaessigkeitsverhalten von Steinsalzversatz gegenueber Laugen unter Beruecksichtigung von zeitlich veraenderlichen Ueberlagerungsdruecken und Loesungsvorgaengen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Thermische Verfahrenstechnik durchgeführt. Uebergeordnetes Ziel der Arbeiten ist es, Daten fuer die Berechnung von Ausbreitungsvorgaengen in den verfuellten Bereichen eines Endlagers in Steinsalz bereitzustellen. Unter Simulation endlagerrelevanter Bedingungen soll der Einfluss von zeitabhaengigem Ueberlagerungsdruck, Fluiddynamik und Salzchemie auf das Durchlaessigkeitsverhalten quantifiziert werden. Vor allem das Gebiet der Laugenpermeation durch Salze und die damit verbundenen Umloese- und Wechselreaktionen bis hin zur grenzflaechenphysikalischen Betrachtung derartiger Vorgaenge soll detailliert untersucht werden.

Ueberexpansion und Entspannungsverdampfung binaerer und ternaerer Kohlenwasserstoff-Gemische in hochtransienter Rohrstroemung

Das Projekt "Ueberexpansion und Entspannungsverdampfung binaerer und ternaerer Kohlenwasserstoff-Gemische in hochtransienter Rohrstroemung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl A für Thermodynamik durchgeführt. Das Projekt beschaeftigt sich mit mehrphasigen Stroemungszustaenden, die bei der Druckentlastung chemischer Apparate in deren Anschlussleitungen auftreten und die insbesondere fuer Kohlenwasserstoffe noch wenig untersucht sind. Dabei werden vor allem Propan-Butan-Gemische unterschiedlicher Konzentration untersucht, wobei Siedeverzug, Beschleunigung, Schlupf, Druckverlust und stoffliche Zusammensetzung der Gas- und Fluessigkeitsphase Gegenstand experimenteller Arbeiten sind. In begleitenden theoretischen Analysen werden Ansaetze erarbeitet, die sowohl fuer die reinen Substanzen als auch fuer deren binaere Gemische die genannten fluiddynamischen Parameter vorhersagen lassen.

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