english  | Home | Impressum | Datenschutz | Sitemap | KIT
Portrait Monika Landgraf
Leiterin Gesamt-kommunikation, Pressesprecherin
Monika Landgraf

Tel: +49 721 608-21150
Fax: +49 721 608-43658
E-Mail

Margarete Lehné
Stellvertretende Pressesprecherin
Margarete Lehné

Tel: +49 721 608-21157
E-Mail

Informationen zum KIT

Homepage des KIT

Flyer "Daten, Zahlen, Fakten"

Das KIT auf Facebook und Twitter:

 

Thermische Strömungsmaschinen - Prof. Hans-Jörg Bauer

Thermische Strömungsmaschinen - Prof. Hans-Jörg Bauer
   

Die Forschung am Institut des Maschinenbauingenieurs trägt unter anderem dazu bei, Flugpassagiere sicher, schnell, umweltverträglich und kostengünstig an ihr Ziel zu bringen. Der Leiter des Instituts für Thermische Strömungsmaschinen (ITS) befasst sich mit der Weiterentwicklung der Technologie von Turbomaschinen für unterschiedliche Anwendungsgebiete, um deren Effizienz, Umweltverträglichkeit und Betriebssicherheit weiter zu erhöhen. (Foto: KIT)

Thermische Strömungsmaschinen

Porträt Prof. Hans-Jörg Bauer (Foto KIT)
Prof. Hans-Jörg Bauer, ITS

Stationäre Gas- und Dampfturbinen zur Gewinnung von elektrischer Energie stehen am ITS ebenso im Fokus der Forschung wie Flugzeugtriebwerke und Abgasturbolader. „Wir befassen uns vorrangig mit den heißen Teilen der Maschinen wie der Brennkammer und der Hochdruckturbine sowie mit dem Sekundärluft- und Ölsystem“, sagt Bauer und ergänzt: „Eine wichtige Fragestellung, mit der wir uns intensiv beschäftigen, ist es, eine sowohl schadstoffarme wie stabile Verbrennung zu erreichen.“

Ein weiteres Forschungsthema des Experten ist die Entwicklung neuer Kühlkonzepte für Flugzeugtriebwerke. Insbesondere die erste Turbinenstufe direkt hinter der Brennkammer ist extrem hohen Temperaturen ausgesetzt. In Brennkammer und Turbine werden Temperaturen erreicht, die weit oberhalb der Schmelztemperatur verfügbarer Materialien liegen. Mithilfe ausgeklügelter interner Kanäle wird kühlende Luft durch die Turbinenschaufeln geleitet und an den thermisch besonders belasteten Stellen durch zylindrische oder konturierte Bohrungen an der Bauteiloberfläche ausgeblasen. Dabei bildet sich ein isolierender Kühlfilm zwischen dem Bauteil und der Heißgasströmung aus, der zusammen mit keramischen Wärmedämmschichten die thermische Bauteilbelastung verringert. Ein weiteres Forschungsgebiet befasst sich mit berührungsfreien Dichtungen, die beispielsweise den Austritt von Schmieröl aus den Lagerkammern der in Flugtriebwerken eingesetzten Wälzlager verhindern.

Neben experimentellen Untersuchungen werden am ITS neue numerische Ansätze entwickelt, um die strömungsmechanischen und thermischen Prozesse in den hochkomplex geformten Komponenten detailliert zu erfassen und die Ergebnisse in die Konstruktion optimierter, schadstoffarmer Turbomaschinen einfließen zu lassen.

Ein neuartiges Verfahren, das am ITS zur Berechnung von Mehrphasenströmungen entwickelt und eingesetzt wird, ist die sogenannte „Smooothed Particle Hydrodynamics (SPH) Methode“. Bei dieser Methode muss die Phasengrenzfläche nicht rekonstruiert werden, weshalb dort keine numerische Diffusion auftritt. Darüber hinaus ist das Verfahren auf Großrechnern bis zu einer sehr hohen Anzahl von Prozessoren nahezu linear skalierbar. Anwendungsgebiete sind beispielsweise die Primärzerstäubung von Brennstoff, die Zweiphasenströmung in Lagerkammern oder die Kühlung von Zahnrädern mittels Ölstrahlen.

Bauer, der mehrere Jahre lang als Leiter der Abteilung für Verbrennungstechnik bei dem Triebwerkshersteller Rolls-Royce Deutschland in Berlin tätig war, leitet das 2007 eingerichtete Rolls-Royce University Technology Centre (UTC) am KIT. Die Kooperation ist Teil eines weltweiten Netzes aus führenden Forschungseinrichtungen und Universitäten und ist unter anderem an der Entwicklung einer neuen Generation von Flugtriebwerken beteiligt. Weitere Forschungspartner des ITS, das Grundlagenforschung eng mit anwendungsnahen Fragestellungen aus der Praxis verbindet, sind Hersteller von stationären Gas- und Dampfturbinen, von Flugtriebwerken und Abgasturboladern sowie Anwender und Betreiber von Thermischen Strömungsmaschinen.

afr

 

Der Presseservice des KIT stellt gern Kontakt zwischen Journalisten und Prof. Hans-Jörg Bauer her.

 

Fotos: KIT