Das Projekt "Teilvorhaben: Werkstoffcharakterisierung und -optimierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH durchgeführt. Komponenten fuer Energiewandlungssysteme erfordern in Verbrennungsmaschinen besonders stark belastbare Werkstoffe bei hohen Temperaturen groesser 1000 Grad C in korrosiven Medien. Ausser der gewuenschten Kriechfestigkeit und Korosionsresistenz ist eine ausreichende Zaehigkeit bzw. Duktilitaet fuer die Umformung und spanende Fertigung sowie fuer die Bauteilsicherheit bei niedrigen Temperaturen erforderlich. Weiterhin ist eine hohe Thermoschockbestaendigkeit grundlegende Voraussetzung fuer den Einsatz der Werkstoffe als Systemkomponenten bei thermozyklischen Belastungen. Die zentrale Zielsetzung des beantragten Teilprojekts ist die notwendige Entwicklung von NiAl-Ta-Cr- und NiAl-Cr-Basislegierungen mit Charakterisierung und Optimierung entsprechend dem Anforderungsprofil der Komponenten fuer Energiewandlersysteme wie Brennkammerschindeln in stationaeren Gasturbinen und Profilrohre fuer den Regenerator des Stirling-Motors.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Labortechnische Entwicklungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Silikattechnik durchgeführt. Feuerfeste Magnesitchrom-Werkstoffe und Chrom-Magnesit-Werkstoffe werden als Auskleidungen in Anlagen fuer Hochtemperaturprozesse eingesetzt. Waehrend der Hochtemperaturprozesse ist die Chromat-Bildung innerhalb dieser Werkstoffe nicht zu verhindern. Die verschlissenen Werkstoffe sind bei ihrer Handhabung fuer den Menschen sehr gefaehrlich. Das Aufbereiten chromathaltiger Ausbruchmaterialien und Wiedernutzbarmachen ist technisch-wirtschaftlich nicht vertretbar. Deshalb wird ein recyclierbarer chromfreier, feuerfester Magnesit-Werkstoff entwickelt, hergestellt, erprobt und die Aufbereitungsmoeglichkeit sowie die Wiederverwendbarkeit seiner Bestandteile sichergestellt. Wesentliche Arbeiten der TU Bergakademie Freiberg sind die labortechnischen Entwicklungen der chromfreien feuerfesten Magnesit-Werkstoffe und die Mitwirkung bei der Herstellung, beim Einsatz sowie bei der Aufbereitung der eingesetzt gewesenen Werkstoffe.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Koordination, Messungen und Aufbereitung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BFI Betriebsforschungsinstitut, VDEh-Institut für Angewandte Forschung GmbH durchgeführt. Feuerfeste Magnesitchrom-Werkstoffe und Chrom-Magnesit-Werkstoffe werden als Auskleidungen in Anlagen fuer Hochtemperaturprozesse eingesetzt. Waehrend der Hochtemperaturprozesse ist die Chromat-Bildung innerhalb dieser Werkstoffe nicht zu verhindern. Die verschlissenen Werkstoffe sind bei ihrer Handhabung fuer den Menschen sehr gefaehrlich. Das Aufbereiten chromathaltiger Ausbruchmaterialien und Wiedernutzbarmachen ist technisch-wirtschaftlich nicht vertretbar. Deshalb wird ein recyclierbarer chromfreier, feuerfester Magnesit-Werkstoff entwickelt, hergestellt, erprobt und die Aufbereitungsmoeglichkeit sowie die Wiederverwendbarkeit seiner Bestandteile sichergestellt. Wesentliche Arbeitendes BFI sind Koordination des Verbundprojektes und Messungen des Betriebsverhaltens der neuen Werkstoffe in unterschiedlichen Anlagen sowie Entwicklung des Aufbereitungsverfahrens fuer eingesetzt gewesene Werkstoffe.
Das Projekt "Turbulenzmodellierung: Modellierung der kleinskaligen atmospärischen Turbulenz für die Windenergienutzung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Oldenburg, Institut für Physik, Arbeitsgruppe Hydrodynamik und Windenergie durchgeführt. In diesem Vorhaben sollen moderne Erkenntnisse über die Struktur der Turbulenz, die im Bereich der Grundlagenforschung erzielt wurden, für die Windenergieanwendung erweitert und übertragen werden. Im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen insbesondere die Auswirkungen der kleinskaligen Turbulenz auf Langzeitmaterialbeanspruchungen, extreme Bauteillasten und auf die fluktuierende Leistungsabgabe von Windenergieanlagen. Die geplanten grundlegenden Arbeiten zur kleinskaligen Turbulenz in Windströmungen sollen wesentlich dazu beitragen, die Auslegung künftiger Generationen von Windkraftanlagen auf der Grundlage gesicherter Erkenntnisse über turbulenzbedingte Materialbeanspruchungen zu optimieren und damit die Zuverlässigkeit und die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen. Insbesondere vor dem Hintergrund der geplanten Offshore-Anwendungen und dem Einsatz an schwierigen Standorten in komplexem Gelände hat dieser Bereich einen besonderen Stellenwert.
Das Projekt "Schleuderversuche und Beanspruchungsanalyse von Turbinenscheiben für Flugtriebwerke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG durchgeführt. Im Rahmen des Gemeinschaftsvorhabens werden technologische Grundlagen zur Beschreibung des Festigkeitsverhaltens neuartiger Turbinenwerkstoffe entwickelt mit dem Ziel einer wesentlichen Steigerung der Flugtriebswerksleistung bei gleichzeitiger Beruecksichtigung allfaelliger Umweltaspekte. Hierbei kommt der werkstoffmechanischen Charakterisierung und einer umfassenden Bauteilpruefung fuer den geforderten Lebensdauernachweis bei vorgegebenen transienten Betriebsbereichen besondere Bedeutung zu. Nach ersten Untersuchungen in den Hochgeschwindigkeits-Rotorpruefstaenden des Instituts werden in enger Abstimmung mit den beteiligten Industriepartnern zyklische Schleuderversuche an Leichtbau-Turbinenkomponente unter hoher Fliehkraftbeanspruchung und thermischer Belastung durchgefuehrt.