FWF - Laser-Vibro - Großflächige Laser Vibrometrie für Verbrennungsuntersuchungen

Um die strengen rechtlichen Auflagen zu erfüllen, wurden im Bereich stationärer Gasturbinen für Kraftwerke Konzepte mit niedriger Schadstoffemission für die Verbrennung entwickelt. Leider treten in solchen Anlagen Verbrennungsinstabilitäten auf, welche der Anlage schaden und die Lärmemission erhöhen. Ganz entscheidend ist die Charakterisierung der Flamme bereits während der Entwicklung. Eine solche Charakterisierung über einen weiten Frequenzbereich ist aber auch für Turbomaschinen erforderlich, welche in Flugantrieben zum Einsatz kommen. Die diesem Projekt zugrundeliegende Annahme (Hypothese) ist, dass eine solche Charakterisierung von Flammen rein laser-optisch und berührungsfrei mit Hilfe eines einzelnen Sensors erfolgen kann, sofern ein optischer Zugang vorhanden ist. Letzteres ist im Versuchsstadium solcher Anlagen gegeben. Das in diesem Projekt entwickelte Messsystem verzichtet auf jegliche Form von Sonden und benötigt keine Einbringung von Tracerteilchen zur Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeiten, wie dies derzeit üblich ist. Dieser Ansatz ist auch für jede Strömungsuntersuchung als Neuartig zu bezeichnen. Basierend auf den jeweiligen Erfahrungen bisheriger Projekte der TU Graz und der TU Dresden, die vom Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung FWF und der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG gefördert wurden, werden in diesem internationalen Projekt zwischen TU Graz (J.Woisetschläger) und TU Dresden (J.Czarske, A,Fischer) die Grundlagen für ein solches Messsystem entwickelt und bereitgestellt. Dies umfasst die komplexen Algorithmen zur Signalauswertung basierend auf den Prinzipien der Thermodynamik ebenso wie eine schnelle Sensorik basierend auf moderner Signalverarbeitung und Sensoren moderner Hochgeschwindigkeitskameras. Um bereits die Zwischenergebnisse dieses Projektes an industrienahen Brennkammern oder im Vergleich mit anderen Messverfahren testen zu können, haben sich drei europäische Forschungsinstitute zur Durchführung erster Versuche bereit erklärt, nämlich TU München, DLR Köln und PTB Braunschweig. Da die westliche Gesellschaft stark von schnellen Transportmöglichkeiten und permanenter Verfügbarkeit von Energie abhängt, ist Forschung im Bereich von Turbomaschinen immer Energie relevante Forschung mit starken Auswirkungen auf die Gesellschaft.