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Teilvorhaben Nr. 4.2.7: Einfluss der Profilrauhigkeit auf den Wirkungsgrad von ungekühlten Turbinenbeschaufelungen

Das Projekt "Teilvorhaben Nr. 4.2.7: Einfluss der Profilrauhigkeit auf den Wirkungsgrad von ungekühlten Turbinenbeschaufelungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MTU Aero Engines AG durchgeführt. Das Vorhaben ist Teil des Verbundprojektes COORETEC-turbo, dessen Ziel die Reduzierung der CO2-Emissionen fossil befeuerter Kraftwerke durch Effizienzsteigerung ist. Im Rahmen dieses Vorhabens wird eine Wirkungsgradsteigerung der Turbine moderner Gasturbinen oder auch Dampfturbinen durch eine optimale Auslegung der Beschaufelung im Hinblick auf die Profilrauhigkeit angestrebt. Zwei vorhandene Kaskadenschaufeln werden mit mehreren Rauhigkeitsstufen versehen und im HGK-Windkanal an der Universität Baden-Württemberg für weite Reynolds- und Machzahlbereiche vermessen. Parallel dazu soll die Rauhigkeitsmodellierung in CFD-Verfahren auf Basis der Versuche im Hinblick auf Turbulenz und Transition verbessert werden. Die bei der DLR Köln zu entwickelnde Rauhigkeitsmodellierung wird anhand der experimentellen Ergebnisse validiert. MTU analysiert die Versuchsergebnisse mit Hilfe des Modells und erarbeitet dabei Gestaltungsrichtlinien für ein verbessertes Schaufeldesign. Außerdem übernimmt MTU die Koordination der experimentellen und theoretischen Arbeiten. Das entwickelte CFD-Modell wird in den Auslegungsprozess des Antragstellers integriert und fließt in die Entwicklung zukünftiger Industriegasturbinen ein.

Teilvorhaben: Fehlererkennung und -diagnose zur Beherrschung von Stoerungen bei der Heissgasreinigung

Das Projekt "Teilvorhaben: Fehlererkennung und -diagnose zur Beherrschung von Stoerungen bei der Heissgasreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Cottbus, Lehrstuhl für Regelungstechnik durchgeführt. Neue Technologien in der Energieversorgung, wie zum Beispiel Druckwirbelschichtfeuerung und Vergasungsverfahren, erfordern den Einsatz von Heissgasfiltertechniken zur Verbesserung der globalen Prozesskenngroessen. Besonders erfolgversprechend sind Filter mit keramischen Filterkerzen. Fuer den notwendigen Uebergang auf grosse Filtereinheiten sind noch eine Reihe von Grundfragen zu den Stroemungsphaenomenen bei der Filtration und Abreinigung sowie zum Filterkuchenaufbau zu klaeren. Diese Fragen werden in einem Verbundvorhaben der Universitaet Karlsruhe, der RWTH Aachen und der BTU Cottbus untersucht. Das Teilprojekt der BTU Cottbus konzentriert sich auf die Entwicklung von Verfahren zur hochaufloesenden on-line Verfolgung des Filtrations- und Abreinigungsbetriebes, um ueber geeignete Fehlerdetektionsalgorithmen und Diagnoseverfahren rechtzeitig Stoerungen im Betrieb, wie zum Beispiel unvollstaendige Abreinigung und ploetzliche Undichtigkeiten, erkennen und Vorsorgemassnahmen zum Schutz nachgeschalteter Komponenten einleiten zu koennen.

Teilvorhaben Opel: Aufbau des Prototypfahrzeugs und Integration der Hybridkomponenten

Das Projekt "Teilvorhaben Opel: Aufbau des Prototypfahrzeugs und Integration der Hybridkomponenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Adam Opel AG durchgeführt. Ziele des Verbundprojektes sind die Entwicklung und der Aufbau eines fahrbereiten Hybridpototypfahzeuges mit einem innovativen Antriebskonzept, das folgende Hauptmerkmale aufweist: 1) kleinvolumiger, aufgeladener und lastpunktverschobener (Downsizing) Erdgasmotor, 2) Minimierung gesetzlich limitierter Schadstoffe und CO2-Emissionen, 3) Integration einer Betriebsstrategie. Der Prototyp basiert auf einem Astra CNG der Fa. Opel und ist wie folgt ausgestattet: 1) 1-Liter 3-Zylinder-Erdgasmotor, 2) automatisiertes Schaltgetriebe, 3) E-Maschine, 4) elektrischer Speicher. Aufgabe des Teilprojekts ist neben der Gesamtprojektleitung der Aufbau und die technische Betreuung des Prototypfahrzeugs, die Integration des elektrischen Antriebssystems und der Batterie. Außerdem werden die Betriebsstrategie für das Hybridfahrzeug, die Vermessung des Erdgasmotors auf einem Motorenprüfstand und die Erprobung des Fahrzeuges federführend durchgeführt. Opel baut durch das Projekt seine Kompetenz für die zukunftsorientierte Hybrid- und Erdgastechnologien weiter aus. Die Erkenntnisse fließen in die Entwicklung der nächsten Fahrzeug- und Motorengenerationen mit ein.

Teilvorhaben: Aufbau, Durchstroemung und Abreinigung von Filterkuchen bei hohen Temperaturen

Das Projekt "Teilvorhaben: Aufbau, Durchstroemung und Abreinigung von Filterkuchen bei hohen Temperaturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik durchgeführt. Das Forschungsvorhaben hat die Untersuchung des Aufbaus, der Durchstroemung und der Abreinigung von Filterkuchen bei hohen Temperaturen zum Inhalt. Dazu werden theoretische und experimentelle Untersuchungen durchgefuehrt, mit denen die Hafteigenschaften von Aschen bei hohen Temperaturen bestimmt werden. Sowohl mikroskopische als auch makroskopische Betrachtungen der bei der Ausbildung des Filterkuchens und der Regenerierung des Filtermediums ablaufenden Vorgaenge werden mit geeigneten Methoden angestellt. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der theoretischen Beschreibung dieser Vorgaenge und der Untersuchung der Moeglichkeiten zur Verallgemeinerung. Es werden somit die Voraussetzungen geschaffen, Heissgasfilteranlagen zu dimensionieren und auszulegen und das Filtrationsverhalten berechenbar zu machen.

Verbundvorhaben: Energetische Sanierung des baulichen Wohnungsbestands der Nachkriegszeit

Das Projekt "Verbundvorhaben: Energetische Sanierung des baulichen Wohnungsbestands der Nachkriegszeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Bundesstiftung Umwelt durchgeführt.

Teilvorhaben 2

Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Paderborn, Fakultät IV Maschinenbau, Institut für Kunststofftechnik durchgeführt. Das zu entwickelnde Kunststoffverarbeitungsverfahren zielt darauf ab, Funktionshohlkörper in Spritzgießbauteilen zu integrieren. Durch eine Kombination der Gasinjektionstechnik mit einem Aufblasverfahren ist es nun erstmalig möglich, komplex geformte Kunststoffbauteile mit einem großvolumigen Gaskanal zu erreichen. An einem ersten Musterwerkzeug konnte die Funktionsfähigkeit gezeigt werden. Eine Reduzierung von Montagezeiten und eine Verringerung von Herstellungskosten sowie deutliche Energie- und Materialersparnis sind zu erwarten. Die Schwerpunkte der Arbeiten sind: Konzeptionierung von branchentypischen Lösungen für die Anwendung des Verfahrens, experimentelle Untersuchungen, Erarbeitung von Konstruktionsrichtlinien, Betrachtung von Kosten, Reproduzierbarkeit und ökologischen Aspekten. Die Verwertung der Projektergebnisse erfolgt durch die beteiligten Projektpartner direkt sowie durch Beratung von Unternehmen und Veröffentlichung der Projektergebnisse.

Teilvorhaben 5

Das Projekt "Teilvorhaben 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von plating electronic GmbH durchgeführt. Die Schichteigenschaften werden bezüglich Verschleißbeständigkeit und Abstimmung auf das Substrat durch genaue und modellgestützte Kontrolle der Beschichtungsprozesse verbessert. Die Gestaltung optimierter Schichtfunktionen erfolgt durch gradierte Gefüge mit reduzierten Risslängen und -dichten und durch Druckeigenspannungen. Die Schichten und Grenzflächenbereiche werden metallografisch, mechanisch und tribologisch charakterisiert. Beanspruchungsanalysen werden zur Qualifizierung und für Lebensdauerberechnungen für Betriebsbelastungen durchgeführt. Modelle zur Schichtabscheidung und Verknüpfung von Prozessparametern mit funktionalen Schichteigenschaften werden entwickelt. Damit werden Strategien für Prozessregelung und Qualitätssicherung zielführend erarbeitet, notwendige Anlageneigenschaften definiert und in die Industrieanlagen der Verbundpartner überführt. Da die zu entwickelten Technologien und Verfahren nicht auf die hier relevanten Produktgruppen beschränkt sind, besteht ein breit es Anwendungspotential, das auch Patentierungen und Lizensierung einzelner Prozessschritte erlaubt. Die neuen Erkenntnisse dienen so einer Qualitätsverbesserung und einer Erweiterung der Produktpalette.

Teilvorhaben 1

Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von 3 Pi Consulting & Management GmbH durchgeführt. Das zu entwickelnde Kunststoffverarbeitungsverfahren zielt darauf ab, Funktionshohlkörper in Spritzgießbauteilen zu integrieren. Durch eine Kombination der Gasinjektionstechnik mit einem Aufblasverfahren ist es nun erstmalig möglich, komplex geformte Kunststoffbauteile mit einem großvolumigen Gaskanal zu erreichen. An einem ersten Musterwerkzeug konnte die Funktionsfähigkeit gezeigt werden. Eine Reduzierung von Montagezeiten und eine Verringerung von Herstellungskosten sowie deutliche Energie- und Materialersparnis sind zu erwarten. Die Schwerpunkte der Arbeiten sind: Konzeptionierung von branchentypischen Lösungen für die Anwendung des Verfahrens, experimentelle Untersuchungen, Erarbeitung von Konstruktionsrichtlinien, Betrachtung von Kosten, Reproduzierbarkeit und ökologische Aspekte. Die Verwertung der Projektergebnisse erfolgt durch die beteiligten Projektpartner direkt sowie durch Beratung von Unternehmen und Veröffentlichung der Projektergebnisse.

Teilvorhaben 1

Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik durchgeführt. Die Schichteigenschaften werden bezüglich Verschleißbeständigkeit und Abstimmung auf das Substrat durch genaue und modellgestützte Kontrolle der Beschichtungsprozesse verbessert. Die Gestaltung optimierter Schichtfunktionen erfolgt durch gradierte Gefüge mit reduzierten Risslängen und -dichten und durch Druckeigenspannungen. Die Schichten und Grenzflächenbereiche werden metallografisch, mechanisch und tribologisch charakterisiert. Beanspruchungsanalysen werden zur Qualifizierung und für Lebensdauerberechnungen für Betriebsbelastungen durchgeführt. Modelle zur Schichtabscheidung und Verknüpfung von Prozessparametern mit funktionalen Schichteigenschaften werden entwickelt. Damit werden Strategien für Prozessregelung und Qualitätssicherung zielführend erarbeitet, notwendige Anlageneigenschaften definiert und in die Industrieanlagen der Verbundpartner überführt. Da die zu entwickelnden Technologien und Verfahren nicht auf die hier relevanten Produktgruppen beschränkt sind, besteht ein breites Anwendungspotential, das auch Patentierungen und Lizenzierung einzelner Prozessschritte erlaubt. Die neuen Erkenntnisse dienen so einer Qualitätsverbesserung und einer Erweiterung der Produktpalette.

Kurilen Kamtschatka-Aleuten: Randmeer-Inselbogen - Verbundvorhaben: Weiterentwicklung der Rechenprogramme d3f und r3t - Entwicklung effizienter Diskretisierungsverfahren für die zu entwickelnden numerischen Verfahren zur Datenanalyse

Das Projekt "Kurilen Kamtschatka-Aleuten: Randmeer-Inselbogen - Verbundvorhaben: Weiterentwicklung der Rechenprogramme d3f und r3t - Entwicklung effizienter Diskretisierungsverfahren für die zu entwickelnden numerischen Verfahren zur Datenanalyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Das Verbundprojekt KALMAR hat die Untersuchung des Aleuten-Kamtschatka-Kurilenbogens im Hinblick auf Klimarelevanz (z. B. Vulkanismus, ozeanographisch-physikalische Gegebenheiten) und Gefährdungspotential (Erbeben, Vulkanismus) zum Ziel. Im Rahmen des Verbundprojektes werden die vulkanische und magmatische Entwicklung der Kamtschatka-Aleuten Region und die Klimarelevanz von Großeruptionen untersucht. Die Ursachen für die Zunahme der vulkanischen Aktivität und die Auswirkungen der aktivsten Vulkane der Erde auf das lokale und globale Klima sollen charakterisiert werden. Die Untersuchungen liefern zum Einen Informationen über das Gefährdungspotential von aktiven Plattenrändern in Zusammenhang mit erhöhter Erdbebentätigkeit und Vulkanausbrüchen, zum Anderen werden die Ergebnisse des Verbundprojektes Hinweise auf die Auswirkungen von Eruptionen auf das globale Klima geben. Ein weiterer Schwerpunkt des Verbundvorhabens liegt auf der Untersuchung zur Rekonstruktion der Klima- und Umweltentwicklung basierend auf Alter und Zusammensetzung der Sedimente des Nachikinsky-Maar (westliche Ozernoy-Halbinsel), um regional übergreifend Aussagen zu Paläoumweltbedingungen zu treffen.

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