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Die Verringerung von Schadstoffemissionen und die Wirkungsgradsteigerung unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit ist eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung neuer Verbrennungstechnologien. Um diese anzugehen haben sich in den letzten Jahren Modellierung und Simulation als hervorragende neue Werkzeuge erwiesen. In der Abteilung werden deshalb konsequent experimentelle Techniken in Verbindung mit numerischen Modellen eingesetzt, um die Reaktionskinetik der Verbrennung und Schadstoffbildung für verschiedene Brennstoffe vorherzusagen und so zu einer Optimierung von Verbrennungsprozessen beizutragen.
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Moderne Lasermessverfahren ermöglichen eine neue Sicht in die physikalisch-chemischen Vorgänge von Verbrennungsprozessen. Mit ihnen werden Flammenstrukturen visualisiert, die Strömungsverhältnisse im Brennraum erfasst, Konzentrationsverteilungen verbrennungsrelevanter Spezies und die vorliegenden Temperaturen gemessen. |
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Bei der numerischen Simulation der physikalischen und chemischen Vorgänge in emissionsarmen Brennkammern von Flugtriebwerken oder Industrie-Gasturbinen werden höchste Ansprüche an die Berechnungsverfahren gestellt. Zuverlässige und genaue Vorhersagen von Schadstoffbildung, Wandwärmebelastung, Lärmemissionen sowie der Stabilität und Effizienz der Verbrennung sind die übergeordneten Zielsetzungen der numerischen Simulationsforschung.
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Für die Entwicklung neuer Verbrennungstechnologien sind experimentelle Untersuchungen zu Teilaspekten der Verbrennung weiterhin unerlässlich. Dabei kommt den Forschungsarbeiten an generischen Brennkammern eine zentrale Bedeutung zu. Die Gruppe „Verbrennungstechnik HBK-S" betreibt hierzu den Hochdruckbrennkammer-Prüfstand Stuttgart (HBK-S), in dem Fragestellungen zur Stabilität und Schadstoffemission von Brennern/Brennersystemen bei gasturbinentypischen Betriebsbedingungen für eine Vielfalt von Brennstoffen erforscht werden können. |
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Im Fokus der Forschungsaktivitäten der Gruppe „Gasturbine“ steht die Erforschung, Entwicklung und Umsetzung von gasturbinenbasierten Kraftwerksanlagen für eine nachhaltige dezentrale Strom- und Wärmebereitstellung. |
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Chemische und instrumentelle Analytik sind in der modernen Verbrennungsforschung ein unverzichtbares Arbeitsgebiet, insbesondere um die Emissionen bei Verbrennungsprozessen detailliert zu analysieren und Maßnahmen für die Schadstoffreduzierung abzuleiten. Während mit Laserdiagnostik reaktive, kurzlebige Spezies wie z. B. OH – Radikale direkt in der Flamme online gemessen werden können, werden durch die instrumentelle und chemische Analytik die mehr oder weniger stabilen Endprodukte der Verbrennung erfasst. |
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Die Gruppe „Technikum“ stellt die Laborinfrastruktur sowie das technische Personal zum Auf- und Umbau sowie zum Betrieb der Prüfstände im Technikum des Instituts für Verbrennungstechnik bereit. |
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