Bewertung aktueller Konzepte für Großmotoren

Research output: ThesisMaster's ThesisResearch

Abstract

Um den Verbrauch an fossilen Brennstoffen zur Stromerzeugung zu verringern wird versucht, einen hohen Wirkungsgrad der Umwandlung zu erreichen. Die Verbrennung von Erdgas in Großgasmotoren erreicht höchste Wirkungsgrade, welche bei Einhaltung der geltenden Abgasgesetzgebung sogar über jenen von Großdieselmotoren liegen. Der Gasmotor verursacht niedrige Emissionen, jedoch müssen durch die immer strenger werdende Abgasgesetzgebung unter anderem die NOx Emissionen weiter reduziert werden. Diese Arbeit hat die Aufgabe, den bestehenden Markt an Großgasmotoren zu analysieren und jene Motoren mit einer Leistung von ca. 10 MW genauer zu untersuchen. Durch eine Recherche im Internet sowie in verschiedenen Veröffentlichungen sollen die grundsätzlichen Unterschiede und verwendeten Konzepte dieser Motoren erarbeitet werden. Das Ergebnis dieser Datenerhebung stellt die Einzelheiten der verwendeten Technologien genauer dar. Aufbauend auf den gefundenen Daten sollen die unterschiedlichen Konzepte durch eine 1D CFD Simulation miteinander verglichen werden. Ausgangsbasis dafür ist ein bestehendes Vollmotormodell mit 20 Zylindern in V-Anordnung. Eine Adaption dieses Modells auf die erarbeiteten Konzepte ist somit nötig. Dafür werden neue Bausteine integriert und die Regelung an die neuen Anforderungen angepasst. Um die Unterschiede der einzelnen Motormodelle sichtbar zu machen, sind einige Vergleiche nötig. Ein Vergleich der einzelnen Konzepte bei zwei verschiedenen Drehzahlen, soll die Unterschiede zueinander aufzeigen. Weiters sollen die Differenzen jedes Konzepts bei dieser Drehzahländerung sichtbar gemacht werden. Um die Kolbengeschwindigkeit auf einem konstanten Wert zu halten, ist es nötig, einen neuen Kolbenhub sowie Bohrungsdurchmesser zu berechnen. In einem weiteren Schritt wird eine Variation des Verdichtungsverhältnisses durchgeführt. Abschließend werden in einer letzten Simulation verschiedene Motorkonzepte mit unterschiedlichem Kolbenhub, Bohrungsdurchmesser und Verdichtungsverhältnis miteinander verglichen. Als Ergebnis dieser Arbeit ist eine Analyse des Potentials der einzelnen Technologie-Bausteine möglich
LanguageGerman
StatusPublished - 7 May 2013

Cite this

Bewertung aktueller Konzepte für Großmotoren. / Kammel, Gernot.

2013. 86 p.

Research output: ThesisMaster's ThesisResearch

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author = "Gernot Kammel",
year = "2013",
month = "5",
day = "7",
language = "deutsch",

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TY - THES

T1 - Bewertung aktueller Konzepte für Großmotoren

AU - Kammel, Gernot

PY - 2013/5/7

Y1 - 2013/5/7

N2 - Um den Verbrauch an fossilen Brennstoffen zur Stromerzeugung zu verringern wird versucht, einen hohen Wirkungsgrad der Umwandlung zu erreichen. Die Verbrennung von Erdgas in Großgasmotoren erreicht höchste Wirkungsgrade, welche bei Einhaltung der geltenden Abgasgesetzgebung sogar über jenen von Großdieselmotoren liegen. Der Gasmotor verursacht niedrige Emissionen, jedoch müssen durch die immer strenger werdende Abgasgesetzgebung unter anderem die NOx Emissionen weiter reduziert werden. Diese Arbeit hat die Aufgabe, den bestehenden Markt an Großgasmotoren zu analysieren und jene Motoren mit einer Leistung von ca. 10 MW genauer zu untersuchen. Durch eine Recherche im Internet sowie in verschiedenen Veröffentlichungen sollen die grundsätzlichen Unterschiede und verwendeten Konzepte dieser Motoren erarbeitet werden. Das Ergebnis dieser Datenerhebung stellt die Einzelheiten der verwendeten Technologien genauer dar. Aufbauend auf den gefundenen Daten sollen die unterschiedlichen Konzepte durch eine 1D CFD Simulation miteinander verglichen werden. Ausgangsbasis dafür ist ein bestehendes Vollmotormodell mit 20 Zylindern in V-Anordnung. Eine Adaption dieses Modells auf die erarbeiteten Konzepte ist somit nötig. Dafür werden neue Bausteine integriert und die Regelung an die neuen Anforderungen angepasst. Um die Unterschiede der einzelnen Motormodelle sichtbar zu machen, sind einige Vergleiche nötig. Ein Vergleich der einzelnen Konzepte bei zwei verschiedenen Drehzahlen, soll die Unterschiede zueinander aufzeigen. Weiters sollen die Differenzen jedes Konzepts bei dieser Drehzahländerung sichtbar gemacht werden. Um die Kolbengeschwindigkeit auf einem konstanten Wert zu halten, ist es nötig, einen neuen Kolbenhub sowie Bohrungsdurchmesser zu berechnen. In einem weiteren Schritt wird eine Variation des Verdichtungsverhältnisses durchgeführt. Abschließend werden in einer letzten Simulation verschiedene Motorkonzepte mit unterschiedlichem Kolbenhub, Bohrungsdurchmesser und Verdichtungsverhältnis miteinander verglichen. Als Ergebnis dieser Arbeit ist eine Analyse des Potentials der einzelnen Technologie-Bausteine möglich

AB - Um den Verbrauch an fossilen Brennstoffen zur Stromerzeugung zu verringern wird versucht, einen hohen Wirkungsgrad der Umwandlung zu erreichen. Die Verbrennung von Erdgas in Großgasmotoren erreicht höchste Wirkungsgrade, welche bei Einhaltung der geltenden Abgasgesetzgebung sogar über jenen von Großdieselmotoren liegen. Der Gasmotor verursacht niedrige Emissionen, jedoch müssen durch die immer strenger werdende Abgasgesetzgebung unter anderem die NOx Emissionen weiter reduziert werden. Diese Arbeit hat die Aufgabe, den bestehenden Markt an Großgasmotoren zu analysieren und jene Motoren mit einer Leistung von ca. 10 MW genauer zu untersuchen. Durch eine Recherche im Internet sowie in verschiedenen Veröffentlichungen sollen die grundsätzlichen Unterschiede und verwendeten Konzepte dieser Motoren erarbeitet werden. Das Ergebnis dieser Datenerhebung stellt die Einzelheiten der verwendeten Technologien genauer dar. Aufbauend auf den gefundenen Daten sollen die unterschiedlichen Konzepte durch eine 1D CFD Simulation miteinander verglichen werden. Ausgangsbasis dafür ist ein bestehendes Vollmotormodell mit 20 Zylindern in V-Anordnung. Eine Adaption dieses Modells auf die erarbeiteten Konzepte ist somit nötig. Dafür werden neue Bausteine integriert und die Regelung an die neuen Anforderungen angepasst. Um die Unterschiede der einzelnen Motormodelle sichtbar zu machen, sind einige Vergleiche nötig. Ein Vergleich der einzelnen Konzepte bei zwei verschiedenen Drehzahlen, soll die Unterschiede zueinander aufzeigen. Weiters sollen die Differenzen jedes Konzepts bei dieser Drehzahländerung sichtbar gemacht werden. Um die Kolbengeschwindigkeit auf einem konstanten Wert zu halten, ist es nötig, einen neuen Kolbenhub sowie Bohrungsdurchmesser zu berechnen. In einem weiteren Schritt wird eine Variation des Verdichtungsverhältnisses durchgeführt. Abschließend werden in einer letzten Simulation verschiedene Motorkonzepte mit unterschiedlichem Kolbenhub, Bohrungsdurchmesser und Verdichtungsverhältnis miteinander verglichen. Als Ergebnis dieser Arbeit ist eine Analyse des Potentials der einzelnen Technologie-Bausteine möglich

M3 - Masterarbeit

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