Schadstoffaussto\u00df bei der Luftfahrt und deren m\u00f6gliche Senkung<\/p>\n
\u00a0Luft und Raumfahrt hat in der Geschichte der Menschheit immer eine Hochtechnologie dargestellt. Dadurch werden nicht nur die Entfernungen kleiner, sondern es werden auch soziale, wirtschaftliche, kulturelle \u00c4nderungen stattfinden und sich auch andere Industriezweige entwickeln und nicht zuletzt generiert sie einen gro\u00dfen BIP Zuwachs.
Luftfahrt generiert mehr als 600 Billion Dollar pro Jahr f\u00fcr BIP, der \u00e4quivalent mit dem Bruttoinlandsprodukt der Schweiz ist. Laut der Prognosen wird Luftfahrt mit ein Trillion Dollar zu dem Bruttoinlandsprodukt der Welt beitragen. Sie erzeugt direkt 1,7 Million und f\u00f6rdert 2 Million indirekt Stelle.
Aber in der Luftfahrt sind gro\u00dfe Probleme, die gel\u00f6st werden sollen. 2,5% des Co2 Aussto\u00dfes auf der Welt stammt aus der Luftfahrt, die die globale Erw\u00e4rmung beschleunigen und der hohe L\u00e4rm – und die Schadstoffemissionen (NOx, CO, Partikel\u2026) bei Bodenn\u00e4he bedeuten auch gro\u00dfe Problemen. Die Hilfsgasturbinen (englisch: auxiliary power unit, APU) werden vorwiegend am Flugh\u00e4fen benutzt, sie weisen einen niedrigen Wirkungsgrad und tragen zudem erheblich zur gesamten Abgas- und L\u00e4rmaussto\u00df an Flugh\u00e4fen bei. Deswegen werden manchmal Regulierungen durch den Flughafen durchgef\u00fchrt.
Der Ursprung dieser Probleme ist in der Brennkammer zur\u00fcckzuf\u00fchren, deshalb auch die L\u00f6sung auf diesem Gebiet zu suchen. Es gibt viele M\u00f6glichkeiten den Schadstoffaussto\u00df in Gasturbine zu reduzieren, aber die effektivste Methode ist die Nachforschung der Verbrennungskammer, wo die Prozess der Verbrennung und die Schadstoffformation stattfinden. Der Entwicklungsprozess f\u00fcr eine neue Brennkammer ist eine sehr komplizierte Prozedur. Der f\u00e4ngt mit einem CFD Simulation (numerische Str\u00f6mungssimulation) zur Geometrieauslegung an und danach kommt die Herstellung des Prototyps f\u00fcr die experimentelle Charakterisierung. Der n\u00e4chste Schritt ist die Ableitung einer Brennkammer f\u00fcr die Gasturbine und endlich finden die Integration und Erprobung in der Gasturbine statt. CFD hilft umfangsreiche Parameterstudien durchzuf\u00fchren und somit die Brennervorauslegung zu beschleunigen. Die Numerische Str\u00f6mungssimulation erm\u00f6glicht auch den Einblick in die str\u00f6mungsmechanischen Vorg\u00e4ngen, was ansonsten nur mit aufw\u00e4ndiger Messtechnik m\u00f6glich ist. Leider ist eine numerische Str\u00f6mungssimulation in einer Verbrennungskammer nicht so einfach, man muss nicht nur um den partielle Differentialgleichungen der Str\u00f6mung k\u00fcmmern, sondern auch um den chemischen Reaktionen und ihre Auswirkungen.
Dieses Projekt ist ein Teil eines gr\u00f6\u00dferen DLR-Projekts. Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer neuen, schadstoffarmen Brennkammer f\u00fcr eine Hilfsgasturbine, die auf einem neuartigen Verbrennungsverfahren f\u00fcr Gasturbinen basiert. Mein Anteil besteht aus der CFD-Simulation zur Definition der Str\u00f6mungsrandbedingungen der Brennkammer, aus der Vergleichung verschiedener Spray- und Reaktionsmodelle und aus der CFD-Simulation der Original-Brennkammer als Vergleichsdatensatz f\u00fcr das neue Brennkammersystem. Es hat eine besondere Schwierigkeit: die Verbrennung von Fl\u00fcssigbrennstoff, da hier zus\u00e4tzlich die Verdampfung des Sprays modelliert werden muss.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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