Forschung

FVV Radialverdichter-Prüfstand

Ohne Radialverdichter wären eine moderne Mobilität, Logistik und Energieversorgung nicht denkbar. Radialverdichter sind Bestandteil von Turboladern, die in vielen Verbrennungskraftmaschinen wie Pkw- und Schiffsmotoren zur Effizienzsteigerung eingesetzt werden. Zudem spielen sie als Industrieverdichter in der Öl- und Gasindustrie eine wichtige Rolle. Um Radialverdichter optimal auszulegen, sind Untersuchungen an industrietauglichen Prüfständen unerlässlich. Der neue, von Wissenschaftlern und Industrieexperten gemeinsam am Institut für Strahlantriebe und Turboarbeitsmaschinen (IST) der RWTH Aachen entwickelte FVV-Prüfstand deckt eine große Bandbreite der industriellen Anwendungen ab. Mit einer Antriebsleistung von zwei Megawatt und der Möglichkeit zur Untersuchung transsonischer Verdichterstufen mit einem Druckverhältnis von bis zu sieben zählt er zu den leistungsstärksten Radialverdichter-Forschungsanlagen in Europa. Den Herstellern und Dienstleistern der Turbomaschinenindustrie steht damit ein wichtiges Werkzeug zur Verbesserung des Verdichterdesigns zur Verfügung.

» Mit dem Prüfstand sind Wissenschaft und Industrie für die nächsten 20 Jahre intensiver Forschung bestens aufgestellt. «
Dr.- Ing. Karl-Heinz Rohne (ABB Turbo Systems AG)

Motivation

Radialverdichter weisen ein vielfältiges Anwendungsspektrum auf. Ihr bekanntestes Einsatzgebiet sind Turbolader, die die Energie der Motorabgase zur Verdichtung der Verbrennungsluft nutzen und damit die Motorleistung erhöhen. Aufgrund der effizienzsteigernden Wirkung sind Turbolader ein unverzichtbarer Bestandteil von Verbrennungskraftmaschinen wie z.B. Pkw- oder Schiffsdieselmotoren. Auch als Industrieverdichter in der Öl- und Gasindustrie spielen Radialverdichter eine wichtige Rolle. Um sie optimal auszulegen, sind experimentelle Voruntersuchungen an Prüfständen unerlässlich.

» Der Prüfstand ist ein hervorragendes Beispiel für die erfolgreiche Kooperation von Industrie und Wissenschaft. «
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Peter Jeschke | Institut für Strahlantriebe und Turboarbeitsmaschinen (IST | RWTH Aachen University)

Methodik

Experten aus Wissenschaft und Turbomaschinenindustrie haben den Prüfstand gemeinsam entwickelt und aufgebaut. Die Anlage wurde so spezifiziert, dass sie die gesamte Bandbreite der industriellen Anwendungen abdecken kann und dabei auch flexibel und erweiterbar ist. Weitere wichtige Aspekte des Prüfstandkonzepts waren eine robuste Sicherheits- und Schallschutztechnik sowie eine moderne (Druck- und Temperatur-)Messtechnik und Anlagensteuerung. Beim Erstaufbau kam das auf Basis anderer FVV-Vorhaben abgewandelte Laufrad SRV4R zum Einsatz.

Ergebnis

Mit einer Antriebsleistung von zwei Megawatt und seinen herausragenden technischen Eigenschaften ist der neue FVV-Prüfstand eine der leistungsfähigsten Radialverdichter-Forschungsanlagen in Europa. Er ermöglicht Druckverhältnisse – Verhältnis von End- zu Saugdruck – von sechs bis sieben sowie die Untersuchung von transsonischen Verdichterstufen. Im Fokus der zukünftigen Forschungsarbeiten steht, transsonische Radialverdichterstufen hinsichtlich geringerer Lärmemissionen und höherer Effizienz zu optimieren sowie die numerischen Berechnungsmethoden zu verbessern. Für die Hersteller und Dienstleister der Turbomaschinenindustrie ist der Prüfstand ein wichtiges Werkzeug zur optimalen Auslegung von Radialverdichtern.

Dokumentation

Radialverdichter-Prüfstand | Aufbau und Validierung eines FVV-Radialverdichter-Prüfstands am Institut für Strahlantriebe und Turboarbeitsmaschinen (IST), RWTH Aachen | Vorhaben-Nr. 2300

Das umfangreiche Forschungsvorhaben wurde neben den von den Fördergebern bereitgestellten Mitteln auch durch Eigenmittel der Forschungsstelle und der Mitgliedsfirmen unterstützt.

Themis

Status
Abgeschlossenes Projekt

Programm
Öffentliche Förderung und Eigenmittel

Fördersumme
3.000.000,00 EUR

Laufzeit
15.09.2011 bis 31.12.2015

Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen (FVV) e. V.

Lyoner Str. 18
60528 Frankfurt am Main
Deutschland

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) e. V.

Kennedyallee 40
53175 Bonn
Deutschland

Industrie

Dr.-Ing. Karl-Heinz Rohne
ABB Turbo Systems AG

Forschungsstelle

Institut für Strahlantriebe und Turboarbeitsmaschinen (IST) | RWTH Aachen University

Wissenschaftliche Leitung:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Peter Jeschke
Dr.-Ing. Daniel Grates

Wissenschaftlicher Mitarbeiter:
Dipl.-Ing. Alexander Hehn
Martin Enneking, M.Sc.

Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH)

Institut für Strahlantriebe und Turboarbeitsmaschinen (IST)

Templergraben 55
52062 Aachen
Deutschland

Projektmanagement

Stefanie Jost-Köstering

FVV
+49 (0) 69 6603 1531
+49 (0) 69 6603 2531


Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V.

Lyoner Straße 18
60528 Frankfurt am Main
Deutschland
T +49 69 6603 1345