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Entwicklung und Qualifizierung einer hochzeitauflösenden ALTP Wandwärmestromsonde für den Einsatz in Verbrennungsmotoren

Bereichsnavigation: Projekte
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  • Entwicklung und Untersuchung anreizgesteuerter Kommunikations- und Regelungsverfahren zur Lastflussvergleichmäßigung in Verteil- und Übertragungsnetzen
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  • Intelligente und fehlertolerante Modular-Multilevel-Cascade-Converter (ifMMCC) für zukünftige erneuerbare Energiesysteme unter beliebigen Netzfehlern
  • Konzeption eines Verfahrens zur technischen und wirtschaftlichen Abbildung, Bewertung und Nutzung von Flexibilitätsmaßnahmen in der Mittelspannungsnetzplanung
  • Konzeption, Auslegung und experimentelle Verifikation einer intelligenten Mikroturbine mit adaptiver Schluckfähigkeit
  • Modellierung eines nachhaltigen und treibhausgasneutralen Energiesystems für Deutschland unter besonderer Berücksichtigung von Suffizienzmaßnahmen
  • On the Application of Plate Heat Exchanger in Adsorption Processes-Makram Mikhaeil
  • Partielle Biogasaufbereitung – Eine techno-ökonomische Potenzialanalyse für die dezentrale Nutzung
  • Steuerung und Vermarktung von Akteuren in Stromverteilnetzen – Verknüpfung von Elektromobilität und Power-to-X-Anwendungen mit einem Smart Grid
  • Technoökonomische Untersuchung marktbasierter Flexibilitätsbereitstellung im Hoch- und Mittelspannungsnetz als Ergänzung zum regulatorischen Redispatch und zum Netzausbau
  • Thermoökonomische Optimierung von Steam Rankine Cycle Anlagen zur dezentralen Hochtemperatur-Abwärmeverstromung
  • Verlustoptimale und dynamische Regelung von elektrisch-erregten Synchronmaschinen
  • Verwendung eines neuartigen Sensorkonzeptes und dynamischer Simulation für Kaltdampfkältemaschinen
  • Weitbereichsnetzteil für Bahnanwendungen
  • Zur Biomassevergasung in „stratified downdraft“ Reaktoren und deren Prozessstabilisierung

Entwicklung und Qualifizierung einer hochzeitauflösenden ALTP Wandwärmestromsonde für den Einsatz in Verbrennungsmotoren

Konstantin Huber, HAW Landshut

Konstantin Huber

 

Herr Konstantin Huber absolvierte von 2013-2017 sein Bachelorstudium an der HAW-Landshut im Fach Maschinenbau (B. Eng.). Das konsekutive Masterstudium führte ihn von 2017-2019 an die FAU Erlangen-Nürnberg, welches er mit dem Schwerpunkt „Rechnergestützte Produktentwicklung“ als M.Sc. abschloss. Seit November 2018 ist Herr Huber als wiss. Mitarbeiter an der HAW-Landshut angestellt. Er befasst sich mit hochzeitauflösenden Wärmestrommesstechniken, deren Kalibrierung und Einsetzbarkeit in Verbrennungsmotoren.

 

Betreuer:

Prof. Dr.-Ing. Tim Rödiger, HAW Landshut

Prof. Dr.-Ing. Michael Wensing, FAU

 

Entwicklung und Qualifizierung einer hochzeitauflösenden ALTP Wandwärmestromsonde für den Einsatz in Verbrennungsmotoren

Innerhalb des Forschungsvorhabens wird eine Wärmestromsensorik auf Basis der Atomlagenthermosäule (kurz ALTP) zur hochzeitauflösenden (1MHz), instationären Wandwärmestrommessung für die Untersuchung von motorischen Verbrennungsprozessen entwickelt. Bedingt durch die harsche Betriebsumgebung innerhalb des Brennraums eines Verbrennungsmotors (ca. 1 bis 10 MW/m2, ähnlich atmosphärischen Wiedereintrittsbedingungen) stellt die Motoranwendung eine hohe Anforderung an die thermische und mechanische Stabilität der eingesetzten Messtechnik. Unter anderem deshalb basieren aktuell erhältliche Messtechniken für den Motorbereich meist auf robusten Temperaturmessungen, die eine Bestimmung von Wandwärmeströmen nur mit Hilfe eines nachträglich durchgeführten numerischen Berechnungsverfahrens mit mehr oder weniger stark fehlerbehafteten Annahmen (u.a. 1D-Wärmestromverteilung, halbunendliche Wand) ermöglichen.

Sensormodul bestehend aus hohlzylinderförmigen Edelstahlgehäuse mit Sensoreinheit auf der einen Seite und fächerförmigen Rippeneinheit zur Temperierung auf der anderen Seite

Ziel des Forschungsprojekts ALTP dev ist die Entwicklung eines, für den gefeuerten Motorbetrieb geeigneten Sensormoduls mit dazugehöriger Messkette, welches den Wandwärmestrom direkt erfassen kann. Basis hierfür ist die ALTP-Sensorik, welche ein über 10 Größenordnungen lineares Spannungssignal zum Wandwärmestrom an der Sensoroberfläche, bei gleichzeitiger Frequenzauflösung im MHz-Bereich liefert. Damit dem Messsignal ein Wärmestrom zuordenbar wird, sind eine vorausgegangene Kalibrierung des Sensormoduls und eine möglichst konstante Sensortemperatur unabdingbar. Deshalb werden Kalibrierprüfstände und eine Temperiereinrichtung für das Sensormodul entwickelt, welche in Kombination mit transient-konduktiven FE-Simulationen genaue Kalibrierungen für das Motorumfeld erlauben. Die hohe Zeitauflösung, zusammen mit dem entfallenden numerischen Auswertungsschritt und den exakten Kalibriermessungen bieten neue Möglichkeiten der wandnahen Verbrennungsdiagnostik im Brennraum, die z.B. zu Effizienzsteigerungen, Emissionsreduktionen, bzw. für die Vermessung alternativer Kraftstoffe wie CNG oder Wasserstoff eingesetzt werden können.

 

 

 

 

 

 

 

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Lehrstuhl EVT, Geschäftsstelle BayWISS Verbundkolleg Energie

Fürther Straße 244f
90429 Nürnberg
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