Motivation & Hintergrund

Die Umstellung des Energiesystems auf CO₂ freie Energieträger erfordert neue Speicher- und Energieumwandlungstechnologien. Im europäischen HYROPE Forschungsprojekt (TU Darmstadt, ETH Zürich, CNRS Toulouse, NTNU Trondheim) wird ein zweistufiges Verbrennungskonzept für Gasturbinen untersucht. Solche Turbinen, die zur Stabilisierung von Stromnetzen dienen, sollen flexibel mit Wasserstoff, Ammoniak oder Erdgas betrieben werden können. Im Wasserstoffbetrieb wird zusätzlicher Brennstoff in der zweiten Verbrennungsstufe in die heißen Abgase der ersten Stufe eingedüst. Die physikalischen Prozesse, die die Flammenstabilität in diesem Prozess bestimmen, sind noch nicht vollständig verstanden und Gegenstand aktueller Forschung.

Ziel der Thesis ist die Auslegung und Konstruktion eines Prüfstands zur Durchführung von Wasserstoff-Selbstzündungsexperimenten. Besonderer Schwerpunkt liegt auf der Durchführung von Flammenstabilitätstests und Strömungsmessungen an geeigneten Prototypen, sowie auf der additiven Fertigung des Brenners.

Aufgaben

• Einarbeitung in Grundlagen der micromixing-Verbrennung, Flammenstabilität und Konstruktionsprinzipien des Laserstrahlschmelzens (L-PBF/M)
• Auslegung des Brenners und geeigneter Prototypen
• Konstruktion und Erstellung eines 3D-CAD Modells in Siemens NX
• Durchführung von Flammenstabilitätstests und Strömungsmessungen (PIV)