Das Projekt "Druckaufgeladene zirkulierende Wirbelschichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik durchgeführt. 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.
Das Projekt "Waermeuebergang, Stroemungsformen und kritische Massenstromdichten bei der pneumatischen Foerderung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Siegen, Fachbereich 11 Maschinentechnik, Institut für Fluid- und Thermodynamik durchgeführt. 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.
Das Projekt "Entwicklung von Vorschaltprozessen zur Wirkungsgraderhoehung von Kraftwerken mit dementsprechend reduzierter Umweltbelastung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Österreichisches Forschungszentrum Seibersdorf GmbH durchgeführt. 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.
Das Projekt "Teilvorhaben 10: Einfluss von Oel auf den Waermeuebergang beim Sieden neuer Kaeltemittel und Messung der Waermeleitfaehigkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Fakultät für Energietechnik, Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik durchgeführt. Die stark chlorierten Fluorkohlenwasserstoffe (R11, R12, etc), die derzeit als Arbeitsmittel in Kaelteanlagen und bei der Herstellung von Isolierschaeumen Verwendung finden, sollen in absehbarer Zeit durch andere Substanzen ersetzt werden. Fuer die Auslegung von Kaeltemittelverdampfern und -Kondensatoren, aber auch fuer die Anwendung von Isolierschaeumen, ist - neben anderen Stoffeigenschaften - die Kenntnis der Waermeleitfaehigkeit von wesentlicher Bedeutung. Hierfuer liegen bislang kaum Messdaten vor; dies gilt fuer reine Stoffe wie auch fuer Gemische. Aus diesem Grund soll - zunaechst fuer R123 und R134a, spaeter auch fuer andere interessierende Ersatzstoffe - die Waermeleitfaehigkeit - im fluessigen Zustand (gesaettigt und unterkuehlt), - im dampffoermigen Zustand (gesaettigt und ueberhitzt) mit Hilfe des instationaeren Heissdraht-Verfahrens gemessen werden.
Das Projekt "Einfluss von Druck und Brennstoff auf Russbildung und Strahlung in Gasturbinenbrennkammern (Fortsetzung)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Fakultät für Maschinenbau, Institut für Thermische Strömungsmaschinen durchgeführt. 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.
Das Projekt "Thermo- und Fluiddynamik beim Sieden: Wirkung elementarer Oberflaechenmodifikationen am glatten Verdampferrohr im Hinblick auf die Berechnung von Hochleistungsrohren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Paderborn, Laboratorium für Wärme- und Kältetechnik durchgeführt. 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.
Das Projekt "Zuverlaessigkeit der Schwebstoffiltration bei Stoerfaellen in DWR-Kernkraftwerken (Phase A und B)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH, Laboratorium für Aerosolphysik und Filtertechnik durchgeführt. 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.
Das Projekt "Technologische Grundlagen Schadstoffarmer Verbrennung - Einfluss hoher Turbulenz auf den Waermeuebergang an Hitzeschilden von Triebwerksbrennkammern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG durchgeführt. 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.
Das Projekt "Teilvorhaben 6: Waermeuebergang bei der Verdampfung neuer Kaeltemittel und Gemische an einzelnen Glatt- und Rippenrohren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Paderborn, Laboratorium für Wärme- und Kältetechnik durchgeführt. Durch Waermeuebergangsmessungen an einzelnen, neuentwickelten Hochleistungs-Verdampferrohren sollen Berechnungshilfen fuer die waermetechnische Auslegung von Verdampfern in Kaeltemaschinen und Waermepumpen mit neuen teilhalogenierten Kaeltemitteln (R123,R227,R134a) geschaffen werden. Dadurch sollen die vollhalogenierten Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe, die die Ozonschicht gefaehrden, ersetzt und zusaetzlich kompaktere Verdampferbauarten ermoeglicht werden, was die insgesamt benoetigten Kaeltemittelmengen reduzieren und unabhaengig von der Ozonproblematik auch die Gefaehrdung der Atmosphaere durch den Treibhauseffekt vermindern wuerde. Unter anderem soll dieses Ziel dadurch erreicht werden, dass eine sorgfaeltige Abstimmung des Messprogramms mit dem parallel beantragten Vorhaben zur Untersuchung eines grossen Rohrbuendel-Verdampfers geschieht.
Das Projekt "Einfluss des Rohrdurchmessers und der Oberflaechenrauhigkeit auf den Waermeuebergang beim Blasensieden an Glatt- und Rippenrohren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Paderborn, Laboratorium für Wärme- und Kältetechnik durchgeführt. Es wird der Einfluss des Rohrdurchmessers und der Berippung auf den Waermeuebergangskoeffizienten beim Blasensieden in einem weiten Druckbereich (von ca. 0,3 Prozent bis 80 Prozent des kritischen Druckes) an 4 Glattrohren unterschiedlichen Durchmessers (4 bis 90 mm) und jeweils 2 Rippenrohren unterschiedlicher Rippengeometrie bei einem grossen und kleinen Durchmesser untersucht. Dabei wird durch Sandstrahlen sowohl auf den Glatt- als auch auf den Rippenrohren eine einheitliche Oberflaechenrauhigkeit erzeugt, die in drei Stufen mit Mittenrauhwerten zwischen 0,2 bis ueber 10 Mikrometer variiert wird, um einerseits den Einfluss des Durchmessers und der Berippung vom Oberflaecheneinfluss zu trennen und andrerseits die Kenntnisse zum Oberflaecheneinfluss zu vertiefen. Als Versuchsfluessigkeiten werden die ozonunschaedlichen Kohlenwasserstoffe Propan bei hohen Druecken und n-Hexan bei niedrigen Druecken vorgesehen.
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