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Bewerber
Erstellung eines 1D-Berechnungsmodells zur Charakterisierung eines Brennkammerprüfstands (SFB 686)
bei Lehrstuhl und Institut für Dampf- und Gasturbinen in Aachen
Um heutigen Anforderungen hinsichtlich des Emissionsverhaltens von Gasturbinenanlagen ge-recht zu werden, ist in modernen Gasturbinenbrennkammern stationärer Gasturbinen die mage-re Vormischverbrennung das Verbrennungsverfahren der Wahl. Da das Augenmerk vormerk-lich auf der NOx-Reduktion liegt und diese sehr stark temperaturabhängig ist, ist man bestrebt, die Mischungsgüte von Brennstoff und Luft weiter zu erhöhen und den Betrieb näher an der mageren Verlöschgrenze zu legen, was eine niedrigere Verbrennungstemperatur bedeutet, die sich dann in einem günstigen Emissionsverhalten ausdrückt.
Nachteilig dabei ist, dass das Brennkammersystem beim Einsatz der mageren Vormischver-brennung besonders anfällig für Verbrennungsinstabilitäten ist, die sich u. a. im sogenannten Brennkammerbrummen ausdrücken. Diese thermisch selbstinduzierten Schwingungen, die durch eine geeignete Kopplung zwischen Druckschwingungen und Oszillationen in der Wär-mefreisetzung der Flamme aufklingen, stellen ein großes Problem hinsichtlich der Schadstoff-emissionen und generell für einen sicheren Betrieb von Gasturbinen dar. Im Extremfall können derartige Schwingungen sogar zur Bauteilzerstörung führen.
Der SFB 686 beschäftigt sich mit der Entwicklung von modellbasierten Verfahren zur Rege-lung dieser Schwingungen.
Aufgrund eines Umbaus soll der Brennkammerprüfstand am IDG vollständig charakterisiert werden. Dazu ist es erforderlich, ein Berechnungswerkzeug zu entwickeln, das die Betriebsbe-reichsgrenzen zuverlässig vorhersagt und in bestimmten Punkten des Aufbaus die erwarteten Zustandsgrößen als globale Parameter berechnet. Dieses Modell kann anhand von Messungen validiert werden.
Die Arbeit soll dabei folgende Inhalte umfassen:
- Aufbau eines Berechnungsmodells mit Knotenstellen
- Aufsetzen eines einfachen Verbrennungsmodells zur Berechnung globaler Abgasparameter
- Validierung des Modells durch Messungen für verschiedene Betriebspunkte
- Erstellen eines Abschlussberichtes
Art der Arbeit: Analytisch / Experimentell
Bearbeitungszeit: max. 4 Monate
Nachteilig dabei ist, dass das Brennkammersystem beim Einsatz der mageren Vormischver-brennung besonders anfällig für Verbrennungsinstabilitäten ist, die sich u. a. im sogenannten Brennkammerbrummen ausdrücken. Diese thermisch selbstinduzierten Schwingungen, die durch eine geeignete Kopplung zwischen Druckschwingungen und Oszillationen in der Wär-mefreisetzung der Flamme aufklingen, stellen ein großes Problem hinsichtlich der Schadstoff-emissionen und generell für einen sicheren Betrieb von Gasturbinen dar. Im Extremfall können derartige Schwingungen sogar zur Bauteilzerstörung führen.
Der SFB 686 beschäftigt sich mit der Entwicklung von modellbasierten Verfahren zur Rege-lung dieser Schwingungen.
Aufgrund eines Umbaus soll der Brennkammerprüfstand am IDG vollständig charakterisiert werden. Dazu ist es erforderlich, ein Berechnungswerkzeug zu entwickeln, das die Betriebsbe-reichsgrenzen zuverlässig vorhersagt und in bestimmten Punkten des Aufbaus die erwarteten Zustandsgrößen als globale Parameter berechnet. Dieses Modell kann anhand von Messungen validiert werden.
Die Arbeit soll dabei folgende Inhalte umfassen:
- Aufbau eines Berechnungsmodells mit Knotenstellen
- Aufsetzen eines einfachen Verbrennungsmodells zur Berechnung globaler Abgasparameter
- Validierung des Modells durch Messungen für verschiedene Betriebspunkte
- Erstellen eines Abschlussberichtes
Art der Arbeit: Analytisch / Experimentell
Bearbeitungszeit: max. 4 Monate
Veröffentlicht am 24-02-2010
Angesehen: 215 mal
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