TU Berlin

Sonderforschungsbereich 1029Überblick

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Zusammenfassung

Vielfältigste Anstrengungen haben dazu geführt, dass in Gasturbinen heute Gesamtwirkungsgrade von ca. 40% erreicht werden. Der größte Teil der primär eingesetzten Energie geht aber nach wie vor unter Erzeugung von Treibhausgasen und anderen Schadstoffen verloren. Bleibt man in der Gas­turbine beim heutigen Verbrennungsprinzip, sind Verbesserungen jedoch enge Grenzen gesetzt. Ohne grundlegenden Systemwechsel sind zukünftig nur noch inkrementelle und asymptotisch verlau­fende Effizienzsteigerungen möglich. Eines der zentralen Ziele des Sonderforschungsbereiches liegt daher im Aufbrechen dieser Grenzen. Unsere Vision besteht in der Steigerung des Wirkungsgrades von Gasturbinen um mehr als 10% durch Beherrschung und Ausnutzung der Kombination innovativer, instationärer Verbrennungskonzepte und instationärer Maschinencharakteristika.

Möglich gemacht werden soll diese Steigerung vor allem durch den thermodynamisch motivierten Übergang von der heute verwendeten Verbrennung bei konstantem Druck zu einer druckerhöhenden, stoßbehafteten bzw. stoßfreien Verbrennung bei näherungsweise konstantem Volumen. Bei einem solchen Verbrennungskonzept wird die Brennkammer Quelle sehr stark instationärer Effekte, insbe­sondere von pulsierenden Druckwellen sein. Diese laufen sowohl in den Verdichter als auch in die Turbine. Die thermodynamischen Vorteile einer isochoren Verbrennung können daher nur ausgenutzt werden, wenn es gelingt, diese stark instationären Belastungen in anderen Maschinenteilen zu be­herrschen. Die dazu verwendeten Methoden der passiven und der geregelten Strömungsbeeinflus­sung sollen gleichzeitig so aufgebaut werden, dass sie bereits ohne die druckerhöhende Verbrennung zu einer Wirkungsgradsteigerung auch in konventionellen Gasturbinen führen.

Weitere Informationen zu den Teilprojekten finden Sie hier

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