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Found 21 results.

Druckaufgeladene zirkulierende Wirbelschichten

Der Einsatz druckaufgeladener zirkulierender Wirbelschichten als Feuerungssystem fuer Festbrennstoffe (Kohle) erlaubt den Einsatz des Gasturbinenprozesses. Hierdurch ist es moeglich, den Wirkungsgrad kohlegefeuerter Kraftwerke zu erhoehen. Die zirkulierende Wirbelschicht ihrerseits erlaubt durch Zugabe von Kalkstein in den Feuerungsraum eine In-situ-Entschwefelung. Die niedrige Feuerraumtemperatur ist ursaechlich fuer geringe Stickoxidemissionen, so dass nachgeschaltete Reinigungsanlagen nicht erforderlich sind. Im Forschungsvorhaben werden an einer kaltbetriebenen zirkulierenden Wirbelschicht die bis zu einem statischen Druck von 60 bar betrieben werden kann, Untersuchungen zur Stroemungsmechanik und Waermeuebergang durchgefuehrt. Es zeigt sich, dass gegenueber atmosphaerisch betriebenen zirkulierenden Wirbelschichten ein geaenderter Stroemungszustand auftritt und der wandseitige Waermeuebergang verbessert ist.

Waermeuebergang, Stroemungsformen und kritische Massenstromdichten bei der pneumatischen Foerderung

Es werden experimentelle und theoretische Untersuchungen zum pneumatischen Transport von pulverfoermigen Stoffen durchgefuehrt. In Abhaengigkeit von der Feststoffbeladung, den thermodynamischen Zustandsgroessen und den Massenstromdichten treten auch bei solchen Gas-Feststoffstroemungen Zustaende auf, bei denen die sogenannte kritische Massenstromdichte erreicht wird, d.h. auch bei weiterer Druckabsenkung am Rohraustritt kann keine weitere Steigerung der Durchflussraten erreicht werden. Zusaetzlich werden prinzipielle Fragestellungen zum Waermeuebergang bei derartigen Stroemungen untersucht.

Entwicklung von Vorschaltprozessen zur Wirkungsgraderhoehung von Kraftwerken mit dementsprechend reduzierter Umweltbelastung

Entwicklung eines Kalium-Sattdampf-Vorschaltprozesses vor einem konventionellen Wasser-Dampf-Prozess. Mit diesem Verfahren lassen sich bei Gas- oder Oelfeuerung Wirkungsgrade ueber 55 v.H., bei Kohlefeuerung ueber 50 v.H. erreichen. Untersuchung des Materialverhaltens in Kalium bis 900 Grad Celsius. Entwicklung von Komponenten und Studium des Betriebsverhaltens.

Trocknung in Wirbelschichten mit indirekter Beheizung

Waehrend sowohl ueber die rein konvektive Wirbelschichttrocknung wie auch ueber die Waermeuebertragung von einer Heizflaeche an trockenes, inertes Wirbelgut zuverlaessige Kenntnisse existieren, wird der kombinierte Fall der Wirbelschichttrocknung mit indirekter Beheizung erst in diesem Projekt systematisch untersucht. Es gilt herauszufinden: a) wie sich die Verdunstung (die Waermesenke in den Partikeln) auf den Waermeuebergang Heizelement-Bett auswirkt; b) wie die indirekte Energiezufuhr bei der Modellierung des Prozesses am besten beruecksichtigt werden kann. Beheizbare Einbauten werden in Wirbelschichtapparaten haeufig eingesetzt, oft sind sie die einzige Moeglichkeit zur nachtraeglichen Kapazitaetserhoehung.

Einfluss von Druck und Brennstoff auf Russbildung und Strahlung in Gasturbinenbrennkammern (Fortsetzung)

Die Russbildung in hochbelasteten Gasturbinen-Brennkammern sowie die Strahlungsbelastung der Brennkammerwaende wird entscheidend von den Betriebsparametern - in erster Linie Druck, Brennstoffart, Zerstaeubung und Temperatur - beeinflusst. Im Rahmen des Projektes werden Berechnungsverfahren fuer den Strahlungsaustausch entwickelt, die sich in realen Brennkammern mit inhomogenen Temperatur-, Druck- und Spezieskonzentrationsfeldern anwenden lassen. Aussagen ueber die Strahlungsausbreitung in Brennkammern koennen durch Loesen der Strahlungstransportgleichung gewonnen werden. Diese kann allgemein nur durch Verwendung numerischer Methoden geloest werden. Die Abhaengigkeit der Strahlungsintensitaet von Raumwinkel wird einmal mit Hilfe eines Approximationsansatzes (Spherical Harmonics) und einmal unter Verwendung einer Kollokationsmethode (Discrete Ordinate) beruecksichtigt. Die am Institut fuer Thermische Stroemungsmaschinen durchgefuehrten Untersuchungen haben ergeben, dass befriedigende Loesungen fuer den Strahlungstransport die Einbeziehung des spektralen Strahlungsverhaltens strahlungsaktiver Gase (CO2, CO, H2O) erfordert. Es wurden Berechnungsverfahren entwickelt, die das spektrale Strahlungsverhalten der Gase in Abhaengigkeit von Druck und Temperatur wiedergeben. Die Ergebnisse wurden anhand experimenteller Untersuchungen ueberprueft. Das Strahlungsverhalten des Russes wird mit Hilfe der Rayleigh- und der Penndorf-Naeherung beschrieben. Interessant ist bei den Untersuchungen die Strahlungsbelastung der Brennkammerwaende. Hierzu werden Messungen durchgefuehrt, aus denen detaillierte Informationen ueber das spektrale Strahlungsverhalten gewonnen werden.

Thermo- und Fluiddynamik beim Sieden: Wirkung elementarer Oberflaechenmodifikationen am glatten Verdampferrohr im Hinblick auf die Berechnung von Hochleistungsrohren

Es soll an horizontalen Verdampferrohren der Effekt unterschiedlicher, elementarer Oberflaechenstrukturen im Groessenbereich deutlich unter 1 mm, die in regelmaessigen Anordnung auf glatte Rohre aufgebracht sind, untersucht werden. Die Strukturen sollen aus zwei Klassen bestehen: groessere, im Bereich zwischen 0,1 und 0,5 mm und kleinere mit charakteristischen Abmessungen weit unter 0,1mm. Der Rohrdurchmesser von 1 Zoll ist so ausgewaehlt, dass konvektive Einfluesse auf den lokalen Waermeuebergang am Rohrumfang deutlich hervortreten. Die beiden Strukturen sollen dazu dienen, Beitraege der Verdampfung an Blasenkeimstellen und konvektive Beitraege zum Waermeuebergang voneinander zu trennen. Als Rohrmaterial soll Cu und CuNi (90/10) und als siedende Fluessigkeit Propan, bzw. n-Hexan verwendet werden; in einer zweiten Stufe sollen die Versuche auf einen Alkohol und ein binaeres Stoffsystem ausgedehnt werden. Die Waermeuebergangsmessungen werden mit Hochgeschwindigkeitsvideoaufnahmen der Blasenbildung kombiniert, deren Auswertung gemeinsam mit anderen Projekten geschieht. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse die modellmaessige Beschreibung der thermischen Uebertragungsleistung, die parallel laufen soll, gestatten und dass daraus quantitative Hinweise fuer die Berechnung von Hochleistungsverdampferrohren zu gewinnen sind.

Zuverlaessigkeit der Schwebstoffiltration bei Stoerfaellen in DWR-Kernkraftwerken (Phase A und B)

Entwicklung eines Rechencodes zur Modellierung kerntechnischer Lueftungssysteme und Bestimmung der Sicherheitsreserven der Schwebstoffilter nach einem schweren Stoerfall in einem Leichtwasserreaktor. Berechnung kompressibler, instationaerer Stroemung mit Waermeuebergang in verzweigten Lueftungssystemen. Verifikation des Stoerfallcodes in der Pruefanlage BORA. Entwicklung und Konstruktion einer Typ- und Serienpruefanlage zur Sicherung des Qualitaetsstandards der Schwebstoffilter.

HTGT Turbotherm II: Teilvorhaben 'Entwicklung und Erprobung effusionsgekuehlter Hochtemperatur-Brennkammerschindeln', HTGT-Turbotherm II, Teilvorhaben 2.1.8.2: Entwicklung eines Turbulenz- und Waermeuebergangsmodells

Siehe BMBF/BEO-Jahresberichte des FIZ-Karlsruhe, Buero Bonn, Mechenstr. 57, 53129 Bonn unter FKZ 0326760D.

Turbulenter Impuls- und Waermeaustausch einer Gas/Feststoffstroemung im senkrechten Rohr nach einer Zweiphasenkontinuumstheorie

Die bei Verbrennungsprozessen entstehenden Abgase, die es zu reinigen gilt, enthalten haeufig feste Partikel. Ein bei derartigen und aehnlichen Stroemungen auftretendes grundlegendes Problem ist die Frage nach dem Waermeuebergang. Ziel des Vorhabens ist es, die Vorausberechnungen des Impuls- und Waermeaustausches von Gas/Feststoffstroemungen auf der Basis eines theoretischen 'Zweiphasenkontinuumsmodells' zu ermoeglichen. Dabei soll insbesondere die Frage behandelt werden, ob und in welcher Weise der Waermeuebergang durch die Anwesenheit von Partikeln beeinflusst wird. Ausgangspunkt ist die Vorstellung, sowohl fuer die kontinuierliche als auch fuer dei disperse Phase die Bilanzgleichungen fuer Masse, Impuls und Energie getrennt zu formulieren. Die Phasenwechselwirkung wird durch eine Phasenwechselwirkungskraft in den Impulsbilanzen und durch eine Phasenwechselwirkungsenergie in den Energiebilanzen erfasst. Durch diese zusaetzliche Terme in den beschriebenen Differentialgleichungen treten zwei weitere Kennzahlen auf, die die hydrodynamische und thermische Phasenwechselwirkung charakterisieren. Diese Kennzahlen werden als hydrodynamisch und thermische Deborah-Zahl bezeichnet. Die erste Kennzahl beschreibt das 'Folgevermoegen' der Teilchen, die letztere das 'Waermeaustauschvermoegen' zwischen den Phasen. In diese Kennzahlen gehen entsprechende Beziehungen fuer den Widerstand und den Waermeuebergang ein. Experimentelle Ergebnisse lassen sich systematisch in diesen Kennzahlen darstellen.

Technologische Grundlagen Schadstoffarmer Verbrennung - Einfluss hoher Turbulenz auf den Waermeuebergang an Hitzeschilden von Triebwerksbrennkammern

Die gefoerderte Forschungsarbeit im Vorhaben der Technologieentwicklung von schadstoffarmen Triebwerken bringt einen Beitrag fuer die treffsichere Auswahl und Auslegung von Hitzeschilden unter den komplizierten thermofluiden Bedingungen einer gestuften Brennkammer. Gegenstand der Untersuchungen waren die Waermeuebergangs- und Kuehlverhaeltnisse im Stirnwandbereich der Brenner. In Originalgroesse ausgefuehrte Stirnwandkuehlkonfigurationen wurden nach Wandtemperaturverteilungen und Hot Spot's beurteilt. An einem Heissluftmodell konnten die Auswirkungen der Reduzierung von Kuehlluft und veraenderten Rezirkulationsbedingungen in der Primaerzone auf das Wandtemperaturfeld untersucht werden. Darueber hinaus wird ein messtechnischer Beitrag zur Infrarotthermografie an Hitzeschilden und zur holografischen Interferometrie fuer die Totraumdetektion unzureichend durchstroemter Kuehlspaltbereiche erbracht.

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