EU-Projekt NGT
Experimental and Mathematical Investigation of the FLOX and COSTAIR Combustion System for Gas Turbines (NGT)
Aufgrund immer strengerer Umweltschutzbestimmungen hat die Reduzierung der Emission von Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxiden (NOX) bei verbrennungstechnischen Anlagen in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen. Bei Gasturbinen führt dies zur Suche nach alternativen Verbrennungskonzepten, um die Schadstoffbildung bereits in der Brennkammer zu unterdrücken. Ein solches Konzept ist möglicherweise die so genannte Flammlose Oxidation (FLOX). Hier wird durch die Rückführung von heißen Abgasen die Flammtemperatur reduziert und homogenisiert, was insbesondere zu deutlich geringeren NOX-Emissionen führt.
Im Rahmen des EU-Projekts NGT wurde am Lehrstuhl in Kooperation mit internationalen Partnern aus Industrie und Forschung untersucht, inwiefern sich die FLOX-Verbrennung flüssiger und gasförmiger Brennstoffe für den Einsatz in Gasturbinen eignet.
In diesem Projekt kamen sowohl numerische als auch experimentelle Verfahren zum Einsatz. Mit Hilfe von Simulationen wurde zum einen das zu erwartende Strömungsfeld in der Brennkammer ermittelt. Eine Reihe von Direkten Numerischen Simulationen (DNS) gewährte Einblicke in die grundlegenden chemischen und physikalischen Vorgänge bei der Flammlosen Oxidation.
Bei den Experimenten wurde mit Hilfe des LDA-Verfahrens das Strömungsfeld im Brennraum ermittelt, während Abgasmessungen das Potenzial der FLOX-Technologie hinsichtlich der NOX-Reduzierung aufzeigten.
Der Vergleich zwischen experimentellen und numerischen Ergebnissen führte zur Entwicklung eines Verbrennungsmodells, dass die Eigenheiten der Flammlosen Oxidation ohne erhöhten Hardware-Aufwand darstellen kann. Dieses Verbrennungsmodell wurde in LORA,den RANS-CFD-Code des Lehrstuhls, eingebunden.