We­ni­ger Emis­sio­nen - mehr Fle­xi­bi­li­tät - hö­he­re An­la­gen­ver­füg­bar­keit

Wir for­schen für ihren Tech­no­lo­gie­vor­sprung

For­schung spiel­te schon immer eine große Rolle in der Un­ter­neh­mens­ge­schich­te der IfTA GmbH. Sie trägt ent­schei­dend zum Er­folg un­se­res Un­ter­neh­mens bei, da Er­kennt­nis­se aus un­se­rer For­schung stets in die Ent­wick­lung neuer IfTA-Pro­duk­te und -Lö­sun­gen ein­flie­ßen.

Vor allem aber sorgt die For­schung bei der IfTA GmbH für eine grü­ne­re Ener­gie­ge­win­nung:  Schwer­punkt un­se­rer For­schung sind Ver­bren­nungs­schwin­gun­gen, die ty­pi­scher­wei­se in  Ga­stur­bi­nen auf­tre­ten. Ga­stur­bi­nen wer­den z. B. zur Ener­gie­ge­win­nung ein­ge­setzt und dort auch in Zu­kunft be­nö­tigt, da die Ener­gie­er­zeu­gung durch er­neu­er­ba­re Ener­gie­trä­ger al­lein nicht aus­reicht bzw. nicht fle­xi­bel genug ist, um Spit­zen­las­ten und Dun­kel­flau­ten ab­zu­de­cken. Ent­schei­dend für grüne Ener­gie sind also auch neue Tech­no­lo­gi­en und Ent­wick­lun­gen, wel­che  her­kömm­li­che Ener­gie­ge­win­nung ef­fek­ti­ver und um­welt­freund­li­cher ma­chen, Bei­spie­le hier­für sind die Big Data Ana­ly­se oder Was­ser­stoff­ver­bren­nung.

Das ist un­se­re täg­li­che Mo­ti­va­ti­on: Wir sor­gen mit un­se­rer For­schung und un­se­ren Pro­dukt­lö­sun­gen rund um die Schwin­gungs­mes­sung für eine be­deu­ten­de Sen­kung der CO2Emis­sio­nen und leis­ten so einen Bei­trag zum Schutz un­se­res Pla­ne­ten.

For­schungs­pro­jek­te der IfTA GmbH

Verbrennung von Wasserstoff zur Energieerzeugung

POLKA: Ver­bren­nung von Was­ser­stoff zur Ener­gie­er­zeu­gung

POLlu­ti­ons-Know-how and -Aba­te­ment

Das ak­tu­el­le POLKA Pro­jekt be­fasst sich mit der Ver­bren­nung von Was­ser­stoff, spe­zi­ell im Hin­blick auf ther­moakus­ti­sche In­sta­bi­li­tä­ten und Flam­men­rück­schlag.

Ko­ope­ra­ti­ons­pro­jekt mit di­ver­sen Uni­ver­si­tä­ten und Un­ter­neh­men unter der Lei­tung der Uni­ver­si­ty of Keele, Uni­ted King­dom

Lauf­zeit: 2019 - 2023

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Optimierung von Gaskraftwerken mit Hilfe von Big Data

TurbO: Op­ti­mie­rung von Gas­kraft­wer­ken mit Hilfe von Big Data

Gas Turbine Opti­mi­za­ti­on Using Big Data and Ma­chi­ne Lear­ning

Im Rah­men des TurbO Pro­jekts wird un­ter­sucht, in wel­cher Weise Sens­or­da­ten zur Op­ti­mie­rung des Be­triebs und der Ent­wick­lung von Ga­stur­bi­nen bei­tra­gen kön­nen. Der Fokus liegt hier­bei auf der Ana­ly­se bis­her un­ge­nutz­ter Fre­quenz­spek­tren, der Aus­wer­tung grö­ße­rer Zeiträu­me und dem Ver­gleich von Tur­bi­nen glei­chen Typs in­ner­halb einer Flot­te.

Er­run­gen­schaf­ten: Neues Da­ten­spei­cher­kon­zept für den IfTA Da­taHub

Ko­ope­ra­ti­ons­pro­jekt mit der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät Mün­chen, Lehr­stuhl für Rech­ne­r­ar­chi­tek­tur & Par­al­le­le Sys­te­me, ge­för­dert durch die Baye­ri­sche For­schungs­stif­tung

Lauf­zeit: Sep­tem­ber 2017 - Au­gust 2020

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Verringerung von Emissionen in Verbrennungsanlagen

TANGO: Ver­rin­ge­rung von Emis­sio­nen in Ver­bren­nungs­an­la­gen

Ther­moa­cou­stic and Aeroa­cou­stic Non­li­nea­ri­ties in Green Com­bu­stors with Ori­fi­ce Struc­tu­res

Das TANGO-Pro­jekts un­ter­sucht ther­mo- und ae­roakus­ti­sche Ei­gen­schaf­ten mo­der­ner Ver­bren­nungs­sys­te­men mit dem Ziel der Emis­si­ons­re­duk­ti­on. 

Er­run­gen­schaf­ten: Pa­tent für Früh­warn­sys­tem IfTA PreCur­sor 

Ko­ope­ra­ti­ons­pro­jekt mit di­ver­sen Uni­ver­si­tä­ten und Un­ter­neh­men unter der Lei­tung der Uni­ver­si­ty of Keele, Uni­ted King­dom

Lauf­zeit: Nov. 2012 - Nov. 2016

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Optimierte Anlagenverfügbarkeit von Gasturbinen

LIMOUSINE: Op­ti­mier­te An­la­gen­ver­füg­bar­keit von Ga­stur­bi­nen

Limit Cy­cles of Ther­moacoustic Os­cil­la­ti­ons in Gas Turbine Com­bu­stors

Das LIMOUSINE Pro­jekt be­fasst sich theo­re­tisch und ex­pe­ri­men­tell mit der Ana­ly­se und Pro­gno­se ther­moakus­ti­scher Grenz­zy­klen in Ga­stur­bi­nen­brenn­kam­mern.

Er­run­gen­schaf­ten: Bes­­­se­res Ver­­­stän­d­­­nis der Ver­­­bren­­­nungs­­­dy­na­­­mik und der ak­ti­­­ven In­­­sta­­­bi­­­li­täts­­­kon­trol­le

Ko­ope­ra­ti­ons­pro­jekt mit di­ver­sen Uni­ver­si­tä­ten und Un­ter­neh­men unter der Lei­tung der Uni­ver­si­ty of Twen­te, Nether­lands

Lauf­zeit: Okt. 2008 - Okt. 2012

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POLKA - Ver­bren­nung von Was­ser­stoff zur Ener­gie­er­zeu­gung

Ver­­bren­­nung von Was­­ser­­stoff - die Zu­­kunft der Ener­­gie­­ge­win­­nung?

Die Ver­­­bren­­­nung von Was­­­ser­­­stoff hat das Po­ten­­­zi­al eine Schlüs­­­sel­rol­le bei der Ener­­­gie­­wen­de zu spie­len. So kann Was­­­ser­­­stoff in Zei­ten der Über­pro­­­duk­ti­on durch er­­­neu­er­­­ba­­­re Ener­­­gie­quel­len er­­­zeugt und an­schlie­ßend in de­fi­zi­tär­en Zei­ten in be­s­te­hen­­­den Gas­­­kraft­wer­ken ver­­­­­brannt wer­­­den. Eine Mög­lich­keit dies zu rea­li­sie­ren ist es, kon­ven­tio­nel­len Brenn­stof­fen Was­­­ser­­­stoff bei­zu­mi­schen. Je nach Ver­hält­nis hat dies je­doch si­gni­fi­kan­te Aus­wir­kun­gen auf den Ver­bren­nungs­pro­zess. Im Ver­gleich zu Erd­gas hat Was­ser­stoff zum Bei­spiel eine ge­rin­­­ge­­­re Ener­­­gie­­­dich­te und eine deut­­­lich hö­he­­­re Flam­­­men­­­ge­schwin­­­dig­keit. Daraus er­ge­ben sich ins­be­son­de­re hin­­­­­sicht­­­lich der ther­­­moa­­kus­ti­­­schen Sta­­­bi­­­li­tät und des Flam­­­men­rück­­­schlags neue Her­aus­for­de­run­gen, die im Rah­­­men des Pro­jekts un­­­ter­­­sucht wer­­­den sol­len.

Pro­jek­t­auf­­ga­­ben und For­­schungs­­in­hal­te bei der IfTA

Ein wich­ti­ges Pro­jekt­ziel ist es, die Früh­er­ken­­nung von Ver­­bren­­nungs­­in­­sta­­bi­­li­tä­ten in Ga­stur­bi­nen wei­ter vor­an­zu­trei­ben. Be­ste­hen­de Sys­te­me, wie der IfTA PreCur­sor, sind mo­den­ba­siert und kon­zen­trie­ren sich damit auf die Über­wa­chung ein­zel­ner, be­kann­ter Brenn­kam­mer­mo­den. WIrd dem Brenn­stoff nun Was­­ser­­stoff­ in un­ter­schied­li­chen Kon­zen­tra­tio­nen bei­ge­mischt, ist es schwie­rig vor­her­zu­sa­gen, wel­chen Ein­fluss dies auf die re­le­van­ten Moden haben wird. Je nach Ga­stur­bi­ne oder Was­ser­stoffan­teil er­gibt sich ein an­de­res Bild. Aus die­sem Grund soll nach neuen Früh­er­ken­nungs­me­tho­den ge­forscht wer­den, die keine Vor­kennt­­nis­­se über die je­wei­­li­­gen ther­­moa­kus­ti­­schen Ei­­gen­­mo­­den er­­for­­dern. Diese Er­kennt­nis­se sol­len schließ­lich in einer er­wei­ter­ten Ver­si­on des IfTA PreCur­sor mün­den.

Diese Ziel­set­zung er­for­dert die Ent­wick­lung res­sour­cenef­fi­zi­en­ter phy­si­ka­li­scher Mo­del­le sowie die Im­ple­men­tie­rung neuer Al­go­rith­men zur Echt­zeit-Si­gnal­ver­ar­bei­tung. Für die Ent­wick­lung und den Test eines Pro­to­typs, wird der be­reits be­ste­hen­de LIMOUSINE-La­­bor­­bren­­ner ge­nutzt. Läuft alles nach Plan, kann der er­wei­ter­te PreCur­sor zur Früh­er­ken­nung von Ver­­bren­­nungs­­in­­sta­­bi­­li­tä­ten be­reits in­­­ner­halb der Pro­jek­t­lauf­­zeit von POLKA in einer Brenn­­kam­­mer in­­­dus­tri­el­­ler Größe im­ple­men­tiert wer­den.

For­schungs­team und Ko­ope­ra­ti­ons­part­ner

Das For­schungs­pro­jekt be­steht aus einem in­ter­na­tio­na­len Kon­sor­ti­um von Uni­ver­si­tä­ten und Un­ter­neh­men:

Keele Uni­ver­si­ty, Keele, Uni­ted King­dom, TUM - Tech­ni­sche Uni­ver­si­tät Mün­chen, Mün­chen, Deutsch­land, KTH Royal In­sti­tu­te of Tech­no­lo­gy, Stock­holm, Schwe­den, Tech­ni­sche Uni­ver­si­tät Eind­ho­ven, Eind­ho­ven, Nie­der­lan­de, Uni­ver­si­ty of Ge­no­va, Genua, Ita­li­en, Uni­ver­si­ty of Pisa, Pisa, Ita­li­en, Sie­mens Ener­gy In­dus­try Soft­wa­reNV, Leu­ven, Bel­gi­en, AE - An­sal­do Ener­gia SpA, Genua, Ita­li­en, BEK - Be­kaert Com­bus­ti­on Tech­no­lo­gy BV, Assen, Nie­der­lan­de,  IfTA - In­ge­nieur­bü­ro für Ther­moakus­tik, Puch­heim, Deutsch­land

Er­­­ge­b­­­nis­­­se des For­­­schungs­­­pro­jek­tes

Die­­­ses Pro­jekt ist der­­­zeit in Ar­­­beit und Er­­­ge­b­­­nis­­­se kön­­­nen noch nicht prä­­­sen­tiert wer­­­den. Ziel des For­­­schungs­­­pro­jekts ist es, die mo­­­dell­­­ba­­­sier­te Iden­ti­­­fi­­­zie­rung von ther­­­moa­­kus­ti­­­sche Moden in Ga­­­stur­­­bi­­­nen wei­ter voran zu trei­­­ben.

TurbO - Op­ti­­­mie­rung von Gas­­­kraft­wer­ken mit Hilfe von Big Data

Da­ten­ana­ly­se für mehr Ef­fi­zi­enz in der Strom­ver­sor­gung

Ga­­stur­­bi­­nen leis­ten einen wich­ti­­gen Bei­trag zur Strom­­ver­­­sor­­gung. Auf­grund ihrer schnel­len Ein­­satz­­be­reit­­schaft sind sie ideal ge­eig­net, Last­­spit­­zen ab­­zu­fan­­gen. Für den ef­­fi­­zi­en­ten und si­che­ren Be­trieb er­for­dern der­ar­tig dy­na­mi­sche Ein­satz­be­din­gun­gen je­doch ein spe­zi­ell dafür op­ti­mier­tes Ma­schi­nen­de­sign nebst den pas­sen­den Be­triebss­tra­te­gi­en. Bei­des kann nur an­hand einer so­li­den Da­ten­ba­sis an Be­triebs­da­ten ent­wi­ckelt und va­li­diert wer­den, was letzt­lich die kon­ti­nu­ier­li­che Über­wa­chung des Ma­schi­nen­zu­stan­des samt Spei­che­rung der dabei er­ho­be­nen Daten not­wen­dig macht.

Bis­her ver­­lässt man sich hier­bei auf - im Ver­gleich zu den ent­schei­den­den phy­si­ka­li­schen Vor­gän­gen in der Brenn­kam­mer - zeit­­lich re­la­tiv ge­ring auf­­­ge­­lös­te Be­triebs­da­ten. Auf hoch­­auf­lö­­sen­­de dy­na­mi­sche Sens­or­da­ten, etwa von Wech­sel­druck­auf­neh­mern in der Brenn­kam­mer oder Be­schleu­ni­gungs­sen­so­ren an La­gern, kann der­zeit auf­grund des im­men­sen Da­ten­vo­lum­nes nicht zu­rück­ge­grif­fen wer­den. Deren Er­he­bung und Aus­wer­tung ist mit den der­zeit eta­blier­ten Metho­den schlicht­weg nicht mög­lich. Die­ses De­fi­zit bie­tet ein großes Op­ti­mie­rungs­po­ten­ti­al, des­sen Nut­zung im Rah­men die­ses For­schungs­pro­jekts un­ter­sucht wer­den soll.

 

Pro­jek­t­auf­­ga­­ben und For­­schungs­­in­hal­te bei der IfTA

Im Rah­­men des For­­schungs­­pro­jek­tes wer­­den in einem er­s­ten Schritt Mög­­lich­kei­ten zur be­darfs­ge­rech­ten Spei­che­rung der Ga­stur­bi­nen-Be­triebs­da­ten un­­ter­­sucht. Der Fokus liegt hier­bei auf der Suche nach einem Spei­cher­for­mat, wel­ches eine mög­lichst ef­­fi­­zi­en­te Wei­ter­ver­ar­bei­tung der Daten er­laubt. Zur Va­li­die­rung der er­ar­bei­te­ten Kon­zep­te ste­hen rund 300 TByte an Daten von Ga­stur­bi­nen zur Ver­fü­gung, die mit IfTA Ar­­gusOMDS Mo­­ni­to­ring Sys­te­men 24/7 über Jahre hoch­­auf­lö­­sen­d auf­­­ge­­zeich­­net wur­den.

Ba­sie­rend auf dem neu ge­fun­de­nen Spei­cher­kon­zept, sol­len in einem zwei­ten Schritt neu­ar­ti­ge Ana­ly­se-Al­­go­rith­­men un­ter­sucht wer­den, mit dem Ziel neue Er­kennt­­nis­­se zur Ma­schi­nen-Op­ti­­mie­rung zu er­lan­gen. Dabei sol­len die an­fal­len­­den Daten ei­ner­seits im Kraft­­werk in Echt­zeit (vor-)ver­­ar­­bei­tet und an­de­rer­seits nach­träg­lich auf Su­­per­­com­­pu­tern (z. B. Su­­perMUC) in ihrer Ganz­heit ana­­ly­­sie­rt wer­den. Um die ge­won­nen Er­­ge­b­­nis­­se für Be­triebs­in­­ge­­nieu­­re ver­­­stän­d­­lich zu ma­chen, wird dar­­über hin­­aus an aus­­sa­­ge­­kräf­ti­­gen Vi­­sua­­li­­sie­run­­gen ge­­forscht.

For­schungs­team und Ko­ope­ra­ti­ons­part­ner

Das Pro­jekt er­folgt in enger Zu­sam­men­ar­beit mit un­se­rem Ko­ope­ra­ti­ons­part­ner dem Lehr­stuhl für Rech­ne­r­ar­chi­tek­tur & Par­al­le­le Sys­te­me der Tech­­ni­­sche Uni­­ver­­­si­tät Mün­chen, und wird fi­nan­ziert durch die Bay­ri­­sche For­­schungs­­­stif­tung.

Von Sei­ten der In­dus­trie leis­ten die Stadt­wer­ke Mün­chen SWM einen Bei­trag, pra­xis­na­he Er­geb­nis­se zu er­lan­gen.  

 

Er­­ge­b­­nis­­se des For­­schungs­­pro­jek­tes

Einen Er­­folg er­­ziel­te das Team, indem es eine neue Metho­­de fand, Sens­or­da­ten im Be­reich der Da­ten­s­pei­che­rung schnel­l und ef­­fi­­zi­en­t zu kom­pri­­mie­ren. Wich­ti­ge Be­stand­tei­le die­ser Er­kennt­nis­se sind be­reits in die Ent­wick­­lung der Soft­wa­­re IfTA Da­taHub ge­flos­­sen. 

For­schungs­ar­beit mit dem Hans-Meuer-Preis 2020 aus­ge­zeich­net

Die For­schungs­ar­beit "Time Se­ries Mi­ning at Pe­tas­ca­le Per­for­man­ce" im Rah­men des TurbO Pro­jek­tes hat im Juni 2020 den Hans-Meuer-Preis ge­won­nen! Der Hans-Meuer-Preis ehrt die her­aus­ra­gends­te For­schungs­ar­beit, die dem Re­se­arch Paper Com­mit­tee of In­ter­na­tio­nal Su­per­com­pu­ting Con­fe­rence vor­ge­legt wurde.

Re­sul­tie­ren­de Ver­öf­fent­li­chun­gen

Tango - Ver­rin­­ge­rung von Emis­sio­nen in Ver­­bren­­nungs­­an­la­­gen

Grüne Ver­bren­nungs­tech­no­lo­gi­en und Lärm­schutz­me­tho­den

Ziel die­ses For­schungs­vor­ha­bens ist es, die Ent­wick­­­lung grü­­­ner und zu­ver­läs­si­ger Ver­­­bren­­­nungs­­­tech­no­lo­­­gi­en für Ga­stur­bi­nen­kraft­wer­ke vor­an­zu­brin­gen. Mo­ti­va­ti­on ist dabei zum einen die Tat­sa­che, dass mo­der­ne Ga­stur­bi­nen auf­grund des zur Re­duk­ti­on von NOx Emis­sio­nen er­for­der­li­chen Vor­misch­be­triebs an­fäl­lig für ge­fähr­li­che ther­­­moa­­kus­ti­­­sche In­­­sta­­­bi­­­li­tä­ten sind. Zum an­de­ren müs­sen Gas­kraft­wer­ke zum Aus­gleich der schwan­ken­­­den Stro­­mer­­­zeu­­­gung durch er­neu­er­ba­re Ener­gie­quel­len immer fle­­­xibler be­trie­­­ben wer­den, was deren Aus­le­gung er­schwert.

Diese bei­den Punk­te zu­sam­men­ge­nom­men brin­gen eine Reihe an un­ge­lös­ter ther­mo- und ae­roakus­ti­scher Her­aus­for­de­run­gen mit sich, die es auf dem Weg zu sau­be­ren Ver­bren­nungs­tech­no­lo­gi­en zu meis­tern gilt. Hier­für wer­den im Rah­men die­ses Pro­jekts neu phy­si­ka­li­sche Mo­del­le ent­wi­ckelt sowie die zur deren Lö­sung not­wen­di­gen Be­rech­nungs­werk­zeu­ge ver­­­­­bes­­­sert.

Pro­jek­t­auf­­ga­­ben und For­­schungs­­in­hal­te bei der IfTA

Das in­ner­halb des For­schungs­vor­ha­bens von der IfTA be­ar­bei­te­te Teil­pro­jekt um­fasst die Ent­wick­­lung eines Früh­warn­­sys­tems für ther­­moa­kus­ti­­sche In­­sta­­bi­­li­tät. Ziel ist es hier­bei, sich in der Brenn­kam­mer ent­wi­ckeln­de In­sta­bi­li­tä­ten früh­zei­tig zu er­ken­nen, den Ga­stur­bi­nen­reg­ler zu war­nen und auf diese Weise das Auf­tre­ten von Druck­schwin­­gun­­gen hoher Am­p­li­tu­­de zu ver­­hin­­dern. Der Fokus liegt dabei auf ring­­för­­mi­­gen Ver­­bren­­nungs­­­sys­te­­men, da diese be­son­ders an­­fäl­­lig für nie­­der­fre­quen­te, ther­­moa­kus­ti­­sche Um­fangs­mo­den sind.

For­schungs­team und Ko­ope­ra­ti­ons­part­ner

Das For­schungs­pro­jekt be­stand aus einem in­ter­na­tio­na­len Kon­sor­ti­um von Uni­ver­si­tä­ten und Un­ter­neh­men:

Keele Uni­ver­si­ty, Keele, Uni­ted King­dom, Tech­ni­sche Uni­ver­si­tät Eind­ho­ven, Eind­ho­ven, Nie­der­lan­de, LMS In­ter­na­tio­nal NV, Leu­ven, Bel­gi­en, KTH Kung­li­ga Te­knis­ka Hoegs­ko­lan, Te­knik­ri­gen, Schwe­den, IITM - In­di­an In­sti­tu­te of Tech­no­lo­gy Ma­dras, Chen­nai, In­di­en, AE - An­sal­do Ener­gia SpA, Genua, Ita­li­en, TUM - Tech­ni­sche Uni­ver­si­tät Muen­chen, Mün­chen, Deutsch­land, BEK - Be­kaert Com­bus­ti­on Tech­no­lo­gy BV, Assen, Nie­der­lan­de, IfTA - In­ge­nieur­bü­ro für Ther­moakus­tik, Puch­heim, Deutsch­land

Er­geb­nis­se des For­schungs­Pro­jek­tes

  • Er­­fol­g­rei­che in­­­dus­tri­el­le Im­ple­­men­tie­rung eines Sys­tems zur Früh­er­ken­nung ther­moakus­ti­scher In­sta­bi­li­tä­ten in Ring­brenn­kam­mern
  • Das Früh­warn­sys­tem IfTA PreCur­­sor wurde 2015 zum Pa­tent an­­ge­­mel­­det
  • Die For­schungs­ar­beit wurde 2021 als Dis­ser­ta­ti­on ver­öf­fent­licht

     

Li­mou­si­ne - Op­ti­mier­te An­la­gen­ver­füg­bar­keit von Ga­stur­bi­nen

Schä­­den und Aus­fall­­zei­ten von Ga­­stur­­bi­­nen re­­du­­zie­ren

For­schungs­ge­gen­stand die­ses Pro­jekts sind so­ge­nann­te ther­­­moa­­kus­ti­­­sche Grenz­­­zy­klen in Ga­­­stur­­­bi­­­nen­­­brenn­­­kam­­­mern. Bei die­sem Phä­no­men han­delt es sich um zy­kli­sche Schwan­kun­gen des Brenn­kam­mer­drucks, wel­che der­ar­tig hohe Am­pli­tu­den er­rei­chen kön­nen, dass es zu einer Schä­di­gung der Ga­stur­bi­ne kom­men kann. Die ziel­ge­rich­te­te Ver­mei­dung der­ar­ti­ger Grenz­­­zy­klen er­for­dert ein fun­da­men­ta­les Ver­­­stän­d­­­nis der re­le­van­ten phy­si­ka­li­schen Vor­gän­ge.

Hier­bei sind in ers­ter Linie die Akus­tik, Ae­ro­dy­na­mik und Fluid-Struk­tur­wech­sel­wir­kun­gen zu nen­nen, die es ana­ly­tisch und nu­me­risch zu un­ter­su­chen gilt. Em­pi­ri­sche Kor­re­la­tio­nen zwi­schen Be­trieb­spa­ra­me­tern bzw. Be­triebs­be­din­gun­gen und auf­tre­ten­den Druck­am­pli­tu­den hel­fen zudem be­son­ders ge­fähr­de­te Be­trieb­spunk­te zu iden­ti­fi­zie­ren. Ba­sie­rend auf die­sen Er­kennt­nis­sen kön­nen an­schlie­ßend pas­si­ve und ak­ti­ve Ein­grif­fe in den Ver­bren­nungs­pro­zess er­fol­gen, die das Ent­ste­hen von schäd­li­chen Grenz­zy­klen ver­hin­dern und damit Schä­­­den und Aus­fall­­­zei­ten von Ga­­­stur­­­bi­­­nen re­­­du­­­zie­ren kön­nen.

Pro­jek­t­auf­­ga­­ben und For­­schungs­­in­hal­te bei der IfTA

Sei­tens der IfTA ist es das Ziel, die in einem ex­pe­ri­men­tel­len Bren­ner­sys­tem auf­tre­ten­den ther­moakus­ti­schen Druck­schwin­gun­gen durch ak­ti­ven Re­ge­lein­griff zu ver­rin­gern. Hier­für wird zu­nächst eine at­mo­sphä­ri­sche La­­­bor­­­brenn­­­kam­­­mer kon­stru­iert, die bei be­­­stim­m­ten Be­triebs­­­be­­­din­­­gun­­­gen star­ke Grenz­­zy­klus­schwin­­­gun­­­gen auf­weist. Par­al­lel dazu wird ein nu­me­ri­sches Re­chen­mo­dell die­ses Auf­baus er­zeugt und an­hand der ex­pe­ri­men­tel­len Daten va­li­diert.

Zur ak­ti­ven Be­ein­flus­sung des Ver­bren­nungs­pro­zes­ses wer­den schließ­lich spe­zi­el­le Ven­ti­le ein­ge­setzt, die es er­lau­ben die Brenn­stoff­zu­fuhr zur Brenn­­­kam­­­mer zu steu­ern. Durch Ana­ly­se der ex­pe­ri­men­tel­len und nu­me­ri­schen Daten soll ein um­fas­sen­des Ver­ständ­nis der be­tei­lig­ten phy­si­ka­li­schen Pro­zes­se auf­ge­baut und, ba­sie­rend dar­auf, ein op­ti­ma­ler Reg­ler de­si­gnt wer­den.

For­schungs­team und Ko­ope­ra­ti­ons­part­ner

Das For­schungs­team be­stand aus einem in­ter­na­tio­na­len Kon­sor­ti­um von Uni­ver­si­tä­ten und Un­ter­neh­men:

Sul­zer Turbo Ser­vices Venlo B.V., Lomm, Nie­der­lan­de, Ansys UK, Ox­fords­hi­re, Uni­ted King­dom, BRNO Uni­ver­si­ty of Tech­no­lo­gy, Brno, Tsche­chi­en, CERFACS, Tou­lou­se, Frank­reich, DLR In­sti­tu­te of Com­bus­ti­on Tech­no­lo­gy, Stutt­gart, Deutsch­land, Elec­tra­bel, Zwol­le, Nie­der­lan­de, Im­pe­ri­al Col­le­ge Lon­don, Uni­ted King­dom, Keele Uni­ver­si­ty, Keele, Uni­ted King­dom, Sie­mens Ener­gy Power Ge­ne­ra­ti­on, Mül­heim a. d. Ruhr, Deutsch­land, Uni­ver­si­ty of Za­ra­go­za, Za­ra­go­za, Spa­ni­en, Uni­ver­si­ty of Twen­te, En­sche­de, Nie­der­lan­de, IfTA - In­ge­nieur­bü­ro für Ther­moakus­tik, Puch­heim, Deutsch­land

Er­­ge­b­­nis­­se des For­­schungs­­pro­jek­tes

  • Ver­tie­fung des Ver­­stän­d­­ni­ses der Ver­­bren­­nungs­­dy­na­­mik und der ak­ti­­ven In­­sta­­bi­­li­täts­­kon­trol­le.
  • Cha­rak­te­ri­­sie­rung des li­­nea­ren akus­ti­­schen Ver­hal­tens eines Brenn­­stoff­­ven­tils. Diese akus­ti­­sche Be­schrei­­bung des Ven­tils konn­te in akus­ti­­sche Netz­werk­­mo­­del­le in­­te­­griert wer­­den.
  • Be­­stim­­mung der für die Sta­­bi­­li­­sie­rung der Ver­suchs­brenn­kam­mer mit Hilfe von Kraft­stoff­schwan­kun­gen er­for­der­li­chen, we­sent­li­chen Pa­ra­me­ter und Phä­no­me­ne.

RE­sul­tie­ren­de Ver­öf­fent­li­chun­gen