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Combined with the use of renewable energy sources for its production, hydrogen represents a possible alternative gas turbine fuel for future low-emission power generation. Due to the difference in the physical properties of hydrogen compared to other fuels such as natural gas, well-established gas turbine combustion systems cannot be directly applied to dry low NOₓ (DLN) hydrogen combustion. The DLN micromix combustion of hydrogen has been under development for many years, since it has the promise to significantly reduce NOₓ emissions. This combustion principle for air-breathing engines is based on crossflow mixing of air and gaseous hydrogen. Air and hydrogen react in multiple miniaturized diffusion-type flames with an inherent safety against flashback and with low NOₓ emissions due to a very short residence time of the reactants in the flame region. The paper presents an advanced DLN micromix hydrogen application. The experimental and numerical study shows a combustor configuration with a significantly reduced number of enlarged fuel injectors with high-thermal power output at constant energy density. Larger fuel injectors reduce manufacturing costs, are more robust and less sensitive to fuel contamination and blockage in industrial environments. The experimental and numerical results confirm the successful application of high-energy injectors, while the DLN micromix characteristics of the design point, under part-load conditions, and under off-design operation are maintained. Atmospheric test rig data on NOₓ emissions, optical flame-structure, and combustor material temperatures are compared to numerical simulations and show good agreement. The impact of the applied scaling and design laws on the miniaturized micromix flamelets is particularly investigated numerically for the resulting flow field, the flame-structure, and NOₓ formation.
In Anbetracht weltweit zunehmend strengerer klimapolitischer
Ziele steigt auch der Druck für Nutzfahrzeughersteller, effizientere und umweltfreundlichere
Technologien zu entwickeln. Den Blick bei der Bewertung dieser
ausschließlich auf die Fahrzeugnutzung zu richten, ist längst nicht mehr zufriedenstellend.
Im Rahmen dieser Analyse wird ein gegenwärtig auf dem Markt erwerblicher
und in deutschen Städten bereits seit Jahren betriebener Hybridbus
energetisch und ökologisch mit einem konventionell angetriebenen, nahezu baugleichen
Modell entlang des Lebensweges bewertet.
Nach Definition von Ziel und Untersuchungsrahmen wird ein Überblick auf bereits
durchgeführte Lebenszyklusanalysen zu Hybridbussen im Stadtverkehr gegeben
und Schlussfolgerungen für die anschließende Analyse abgeleitet. Diese
wird im Rahmen einer energetischen und ökologischen Bewertung beider Produktsysteme
anhand der Parameter "Primärenergieeinsatz" und "CO2äq Emissionen"
praktiziert. Der Fahrzeugrumpf beider Fahrzeuge des gleichen Modells
wird dabei als einheitlich angenommen, sodass bei dem Vergleich der Herstellung
vereinfacht nur die sich unterscheidenden Komponenten des Antriebstranges
berücksichtigt werden. Die Resultate der Wirkungsabschätzung werden als
Differenz des Hybridbusses gegenüber dem Referenzfahrzeug über die einzelnen
Lebenszyklusphasen dargestellt. Schließlich werden Prognosen getroffen, ab
welcher Strecke die bei der Herstellung erzeugten höheren CO2äq Emissionen
des Hybridantriebstranges gegenüber dem Referenzmodell ausgeglichen werden.
Entwicklung eines Kletterroboters zur Diagnose und Instandsetzung von Windenergieanlagen (SMART)
(2016)