KW21 I
FORSCHUNGSINITIATIVE KRAFTWERKE DES 21. JAHRHUNDERTS
Der Verbund
Gemeinsame Förderlinie der Länder Baden-Württemberg und Bayern Phase I
In der ersten Phase von KW21 arbeiteten zwischen 2004 und 2008 insgesamt 20 Forschergruppen mit 9 Industriepartnern an 36 Projekten, die in fünf Arbeitsgruppen zusammengefasst waren:
- Energiewirtschaft
- Kraftwerkssysteme und Dampferzeuger
- Fluiddynamik in Dampfturbinen
- Hochtemperaturkomponenten in Turbomaschinen
- Brennkammern für Gasturbinen
Die Initiative KW 21 liefert einen wesentlichen Beitrag dafür, dass Kraftwerke künftig effizienter, kostengünstiger und umweltfreundlicher sind. Den Anstoß für dieses Forschungsprojekt gab eine gemeinsame Studie über die künftige <link http: www.springer.com de book _blank>Energieversorgung des Innovationsbeirats der Landesregierung von Baden-Württemberg (IBR) und des Wissenschaftlich-Technischen Beirats der Bayerischen Staatsregierung (WTB). Diese Studie empfahl, die Energieforschung beider Länder zu verstärken und zu vernetzen.
Das Gesamtprojekt KW21 basiert auf einer Public-Private-Partnership zwischen öffentlichen Fördermittelgebern und Industriepartnern. Öffentliche Fördermittelgeber auf bayerischer Seite sind die Bayerische Forschungsstiftung, sowie die Ministerien für Wissenschaft, Forschung und Kunst bzw. für Wirtschaft, Infrastruktur und Verkehr, auf baden-württembergischer Seite erfolgt die öffentliche Förderung des Vorhabens über die Zukunftsoffensive III.
Im Januar 2009 wurde nach einer positiven Bewertung des in der ersten Phase Geleisteten sowohl durch eine Gutachtergruppe aus der Wissenschaft als auch durch die beteiligten Partner aus der Wirtschaft die zweite Phase von KW21 gestartet.
Organisation
Koordination
Forschungsgruppenleiter
- Prof. Dr.-Ing. Hans-Jörg Bauer
- Dr.-Ing. Frank Beyrau
- Priv.-Doz. Dr.-Ing. Horst Büchner
- Prof. D. Phil. Michael Casey
- Prof. Dr. Dr. h.c. Franz Durst
- Prof. Dr. Mathias Göken
- PD Dr. Jürgen Karl
- Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Kau
- Andreas Koch
- Dr.-Ing. Rainer Koch
- Priv.-Doz. Dr.-Ing. Klaus Kwanka † (24.7.2006)
- Prof. Dr.-Ing. Alfred Leipertz
- Dr. Wolfgang Mauch
- Dr. Wolfgang Meier
- Prof. Ph.D. Wolfgang Polifke
- Prof. Dr.-Ing. Eberhard Roos
- Prof. Dr.-Ing. Thomas Sattelmayer
- Prof. Dr. Günter Scheffknecht
- Prof. Dr.-Ing. Rudolf Schilling
- Prof. Dr.-Ing. Uwe Schnell
- Dr. Achmed Schulz
- PD Dr.-Ing. Thomas Seeger
- Prof. Dr.-Ing. Robert F. Singer
- Prof. Dr.-Ing. Hartmut Spliethoff
- Prof. Dr.-Ing. Stephan Staudacher
- Dr.-Ing. Dimosthenis Trimis
- Dr.-Ing. Franz von Issendorff
- Prof. Dr.-Ing. Jens von Wolfersdorf
- Prof. Dr.-Ing. Alfred Voß
- Prof. Dr. Ulrich Wagner
- Prof. Dr.-Ing. Bernhard Weigand
- Prof. Dr.-Ing. Nikos Zarzalis
Wirtschaftspartner
Wissenschaftler
- Yousef Abu-sharekh
- Mansoor Ahmad
- Florian Altendorfner
- Dipl.-Ing. Holger Ax
- Michael Beer
- Dr.-Ing. Markus Blesl
- Oliver Brückl
- Stefan Diezinger
- Markus Dinkel
- Georg Donnert
- Johannes Einzinger
- Dr. rer. pol. Ulrich Fahl
- Dan Fanaca
- Dipl.-Ing. Conrad Finzel
- Jens Färber
- Ernst-Christoph Gretschel
- Peter Heidrich
- Paul Heinz
- Andreas Held
- Peter Helm
- Jens Hetzer
- Dipl.-Wirt.-Ing. Matthias Hundt
- Dr.-Ing. Sean Jenkins
- Thomas Komarek
- Mirjam Kretschmar
- Robert Köhli
- Thomas Lischer
- Alexander Mach
- Michael Maurer
- Dr. Clemens Naumann
- Rico Poser
- Dr. Florian Pyczak
- Markus Raindl
- Alemela Reddy
- Uwe Remme
- Stefan Richter
- Thomas Rieger
- Dr.-Ing. Benedetto Risio
- Hans Roth
- Michael Russ
- Ahmad H. Sakhrieh
- Dr. Igor Shevchuk
- Roland Sigg
- Dipl.-Ing. Michael Steck
- Ulrich Stopper
- Alexander Stumvoll
- Dipl.-Wi.-Ing. Ninghong Sun
- Dr.-Ing. Derk Jan Swider
- Dr.-Ing. Peter Tzscheutschler
- Dr.-Ing. Andreas Volek
- Serafin von Roon
- Lutz Völker
- Elke Wanke
- Roland Wunderer
- Wolfgang Zehtner
Partner im Verbund
Wissenschaftliche Partner
- abayfor - Arbeitsgemeinschaft der Bayerischen Forschungsverbünde
- Bayerische Forschungsallianz GmbH
- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
- Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V.
- TU München
- Institut für Energietechnik
- Lehrstuhl für Energiesysteme
- Lehrstuhl für Energiewirtschaft und Anwendungstechnik
- Lehrstuhl für Flugantriebe
- Lehrstuhl für Fluidmechanik
- Lehrstuhl für Thermodynamik
- Universität Erlangen-Nürnberg
- Universität Karlsruhe
- Universität Stuttgart
- Institut für Energiewirtschaft und rationelle Energieanwendung (IER)
- Institut für Luftfahrtantriebe
- Institut für Thermische Strömungsmaschinen und Maschinenlaboratorium
- Institut für Thermodynamik der Luft- und Raumfahrt (ITLR)
- Institut für Verfahrenstechnik und Dampfkesselwesen
- Staatliche Materialprüfungsanstalt (MPA)
Partner aus der Industrie
- ALSTOM Power Boiler GmbH
- ALSTOM Power Generation AG
- E.ON Energie AG
- EnBW Kraftwerke AG
- Esytec Energie- und Systemtechnik GmbH
- MTU Aero Engines GmbH
- promeos GmbH
- SGL Carbon
- Siemens AG (Power Generation)
- Voith-Siemens Hydro Power Generation GmbH & Co. KG
Arbeitsfelder
Projekte
- DE 1 Prozessmonitoring
- DE 2 Kessellebensdauer
- DE 3 Porenbrenner
- DE 4 GuD-Lastwechseldynamik
- DE 5 Kondensation von Wasserdampf aus dem Rauchgas von Oxyfuel-Prozessen
- DE 6 Großkraftwerk-Lastwechseldynamik
- DT 1 Aerodynamik
- DT 2 Kaltes Ende von Dampfturbinen
- DT 3 ND-Laufschaufelerosion
- DT 4 Endstufe und Diffusor
- DT 6 Schweißverbindungen
- DT 7 Adaptive Dichtung
- DT 8 Aktive Strömungsbeeinflussung
- E 1 Technik- und Kostenmodellierung
- E 2 KWK-Verbund
- E 3 KWK-Technik und regenerative Energien
- E 4 Kriterien für Kraftwerksinvestitionen im liberalisierten Markt
- GT 1 Wärmeübergangsmessung
- GT 2 180°-Krümmer
- GT 3 Konvektive Wärmeübertragung
- GT 4 Toleranzketten
- GT 5 Monitoring
- GT 6 Diffusionslöten
- GT 7 Rauhigkeiten
- GV 1 Flammentransferfunktion
- GV 2 Zündverhalten
- GV 3 Brennkammerkühlung
- GV 4 Ringbrennkammerschwingung
- GV 5 Designsystem
- GV 6 Dynamik von Vormischflammen
- GV 7 Turbulente Mischung
- GV 8 Chemie-Turbulenz-Wechselwirkung
- GV 9 Pilotierte Vormischflamme
- GV 10 NOx-Reduktion
- GV 11 Online Messsystem
- GV 12 Elektrische Felder
Aktuelles
Pressemitteilungen
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30.10.2008
Pressemeldung zum Abschlusskolloquium der 1. Phase
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17.06.2008
Pressemitteilung 171 des Staatsministerium Baden-Württemberg
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24.01.2008
Pressemitteilung Nr. 9 des Bayerischen Staatsministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst
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25.06.2007
Kraftwerke des 21. Jahrhunderts: Gemeinsame Forschungsinitiative von Baden-Württemberg und Bayern zur Energietechnik präsentiert Ergebnisse
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13.02.2007
Ausschreibungstext KW21 Phase II
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24.07.2006
Erste Ergebnisse zur Forschungsinitiative Kraftwerke des 21. Jahrhunderts KW 21
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17.07.2006
Baden-Württemberg und Bayern stellen die Kraftwerke des 21. Jahrhunderts vor
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Veröffentlichungen
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Veröffentlichungen KW21
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Electric Field Control of Premixed Methane-Air Combustion at High Pressure
T. Hammer, G. Lins, A. Sakhrieh, F. Dinkelacker, D. W. Branston, A. Leipertz 5th Electro hydrodynamics International Workshop, Poitiers (France), 30-31 August 2004.
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Electric Field Effects for Combustion Control - Optimized Geometry
D. Most, T. Hammer, G. Lins, D.W. Branston, F. Altendorfner, F. Beyrau, A. Leipertz Proceedings of the 28. International Conference on Phenomena in Ionized Gases, Prague, Czech Republic, July 2007
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Electric Field Effects on Emissions and Flame Stability with Optimized Electric Field Geometry
F. Altendorfner, A. Sakhrieh, F. Beyrau, A. Leipertz, F. Dinkelacker, G. Lins, T. Hammer,D.W. Branston Proceedings of the European Combustion Meeting 2007, Chania,Crete, Greece, April 2007, p. 18-9
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Electro-Hydrodynamic Control of Premixed Turbulent Methan Flames at Pressure above 1 atm
T. Hammer, G. Lins, D.W. Branston, F. Dinkelacker, A. Sakhrieh, A. Leipertz , Proceedings of ASME Turbo Expo 2005 Power for Land, Sea, and Air June 6-9, 2005, Nevada, USA
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Experimental Investigation of the Droplet Impact Erosion in Low Pressure Steam Turbine Blades
Ahmad, M., Eyb, G., Sürken, N., Casey, M.V. Proc. 20th Jubilee Turbomachinery Workshop 2006, Gdansk/Krzeszna, Poland, IFFM Publishers, Gdansk 2006
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Influence of the Electric Field in Premixed Turbulent Flames at Elevated Pressure
A. Sakhrieh, F. Dinkelacker, A. Leipertz, G. Lins, T. Hammer, D.W. Branston First Middle East International Conference on Advances in Civil, Mechanical and Material Engineering, Amman (Jordan) 10-13 May 2005
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Innovative KWK zur Bereitstellung von Regelleistung
S. von Roon 38. Kraftwerkstechnisches Kolloquium: Kraftwerksbetrieb unter zukünftigen Rahmenbedingungen, 24./25.10.2006, Dresden
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Innovative KWK-Systeme - Ersatz für Heizungen und Kraftwerke?
Serafin von Roon, Ulli Arndt XXXVII. Kraftwerkstechnisches Kolloquium, 18./19.10.2005, Dresden
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Konzeption eines Gasanalysegerätes auf Basis auf der linearen Raman-Streuung
Dr.-Ing. Thomas Seeger, Dipl. Phys. Jan Egermann, Prof. Dr.-Ing. A. Leipertz VDI - Berichte 1629, S.441-446
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Modeling of Rough Wall Boundary Layer Transition and Heat Transfer on Turbine Airfoils
Stripf, M., Schulz, A. und Bauer, H.-J. ASME Turbo Expo, Paper GT2006-90316 and ASME Journal of Turbomachinery, 2007
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Electric Field Control of a Premixed Turbulent Flame at High Pressure
A. Sakhrieh, G. Lins, T. Hammer, A. Leipertz, D.W. Branston 30th International symposium on combustion, Poster session, July 2004.
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Electric Field Control of a Premixed Turbulent Flame at High Pressure
A. Sakhreih, G. Lins, F. Dinkelacker, T. Hammer, A. Leipertz, D.W. Branston Book of abstracts of the European Combustion meeting 2005, Louvain-la-Neuve, Belgium, April 3-6, 2005.
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Advanced Evaluation of Transient Heat Transfer Experiments Using Thermochromic Liquid Crystals
Poser, R.; von Wolfersdorf, J.; Lutum, E. 7th European Conference on Turbomachinery, Fluid Dynamics and Thermodynamics, Athens, March 2007, to appear in IMechE Journal of Power and Energy
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Aerothermal efficiency of a ribbed channel in an internal gas turbine blade cooling system
Shevchuk, I.V. ; Jenkins, S. ; von Wolfersdorf, J. ; Weigand, B. 7th European Conference on Turbomachinery, Fluid Dynamics and Thermodynamics, Athens 2007
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An experimental and numerical study of heat transfer and pressure loss in a rectangular channel with v-shaped ribs
Maurer, M. ; von Wolfersdorf, J.; Gritsch, M. ASME GT2006-90006, accepted for publication in ASME Journal of Turbomachinery
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An experimental and numerical study of heat transfer and pressure losses of V- and W-shaped ribs at high Reynolds numbers
Maurer, M. ; von Wolfersdorf, J.; Gritsch, M. IGTI/ASME -Turbo Expo, GT2007-27167, Montreal, May 2007
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Berechnung des Schwingungsverhaltens gekoppelter Helmholtz-Resonatoren in technischen Verbrennungssystemen
Russ, M.; Büchner H. Verbrennung und Feuerung, VDI-Berichte Nr. 1988 zum 23. Deutscher Flammentag, 2007
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Coupled Simulation of the Combustion and Steam Generation Process in Large Utility Boilers
G. Scheffknecht, H. Dieter, J. Hetzer, S. Leiser, U. Schnell, C. Götte, T. Sabel Third International Conference on Clean Coal Technologies for our Future, Cagliari (Sardinia/Italy), 15 - 17 May 2007
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Damit weiter Strom aus der Steckdose kommt
Wagner, U., Roth, H., Richter, S., v. Roon, S. Zukunft im Brennpunkt, Band 4 (2005), November 2005
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Effects of Wind Energy on Thermal Power Plants
Roth, H., Kuhn, P., Wagner, U. Proceedings International Conferenceon Clean Electrical Power - Renewable Energy Resources Impact. IEEE, Capri May 2007
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Einsatz von elektrischen Feldern zur Stabilisierung von Hochdruckflammen
F. Beyrau, A. Sakhrieh, F. Altendorfner, A. Leipertz, T. Hammer, G. Lins, F. Dinkelacker VDI-Thermodynamik-Kolloquium, Tagungsband TD-8 , Dortmund, Germany, October 2006
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Electric Field Control of a Premixed Turbulent Flame at High Pressure
A. Sakhrieh, G. Lins, T. Hammer, A. Leipertz, D.W. Branston 30 International Symposium on Combustion, Chicago, USA, July 2004
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Modellierung des dynamischen Verhaltens eines 450 MW Steinkohlekraftwerksblock
Wolfgang Zehtner (TU München), Prof. Dr.-Ing. Hartmut Spliethoff (TU München), Dr.-Ing. Wolfgang Woyke (E.ON Energie AG) VGB-Fachtagung Dampferzeuger, Industrie- und Heizkraftwerke, Würzburg, September 2006
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Nanoindentation and Orientation Measurements in Single Crystalline Brazing Joints of Nickelbase Superalloys, in: Materials for Advanced Power
M. Dinkel, F. Pyczak, M. Goeken, P. Heinz, A. Volek, R. F. Singer, M. Ott, E. Affeldt, A. Vossberg Engineering, Proceedings of the 8th Liege Conference, J. Lecomte-Beckers, M. Carton, F. Schubert, P. J. Ennis (Editors), Part II, (2006) 633–642
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NOx Reduction in Turbulent Methane-Air Flames Stabilized by a DC Electric Field at High Pressure
A. Sakhrieh, F. Altendorfner, F. Beyrau, A. Leipertz, F. Dinkelacker, T. Hammer, G. Lins, D.W. Branston 31. International Symposium on Combustion, Heidelberg, Germany, August 2006
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The influence of lean and sweep in a low pressure steam turbine: analysis of three stages with a CFD model
Sigg R., Casey M. V., Mayer J., and Sürken N. ASME Turbo Expo 2008, GT2008-50161, Berlin, June 9.-13., 2008
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The influence of lean and sweep in a low pressure steam turbine: Through-flow modelling and experimental measurements
Völker, L., Casey, M., Dunham, J., Stüer, H. ASME Turbo Expo 2008, GT2008-50188, Berlin, June 9.-13.,2008
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The influence of pressure on the control of premixed turbulent flames using an electric field
A. Sakhrieh, G. Lins, F. Dinkelacker, T. Hammer, A. Leipertz, D.W. Branston 20. Juni 2005
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Time resolved heat transfer measurements on the tip wall of a ribbed channel using a novel heat flux sensor- part I: sensor and benchmark
Roediger, T.; Knauss, H.; Gaisbauer, U.; Kraemer, E.; Jenkins, S.; von Wolfersdorf, J. ASME GT2006-91129, accepted for publication in ASME Journal of Turbomachinery
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Time resolved heat transfer measurements on the tip wall of a ribbed channel using a novel heat flux sensor- part II: heat transfer results
Jenkins, S.; von Wolfersdorf, J.; Weigand, B.; Roediger, T.; Knauss, H. ASME GT2006-91131, accepted for publication in ASME Journal of Turbomachinery
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Transient Heat Transfer Experiments in Complex Passages
Poser, R.; von Wolfersdorf, J.; Semmler, K. NHT 2005-72260, National Heat Transfer Conference, San Francisco, 2005
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Transient Thermal Field Measurements in a High Aspect Ratio Channel Related to Transient Thermochromic Liquid Crystal Experiments
Jenkins, S.; Shevchuk, I.; von Wolfersdorf, J.; Weigand, B. ASME GT2007-27812, accepted for publication in ASME J. of Turbomachinery
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Umfassende Charakterisierung einer rußenden laminaren Methan-Diffusionsflamme unter Nutzung verschiedener Lasermessverfahren
Thomas Seeger, Jan Egermann, Stefan Dankers, Frank Beyrau, Alfred Leipertz Chemie Ingenieur Technik 05/2003, S. 573-576
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Untersuchung von diodenlaserbasierten Mehrkomponenten-Konzentrationsmesssystemen zur Gasanalyse
J. Egermann, J. Jonuscheit, T. Seeger, A. Leipertz tm 09/2001, S. 400-405
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Virtuelle Kraftwerke: Theorie oder Realität?
U. Arndt, S. von Roon, U. Wagner BWK Bd. 58 Nr. 6, 2006
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The Effect of Electric Fields on CO Emission of a Premixed Flame at Elevated Pressure: Optimization of Field Geometry”
A. Sakhrieh, F. Altendorfner, F. Beyrau, A. Leipertz, F. Dinkelacker, T. Hammer, G. Lins, D.W. Branston 31. International Symposium on Combustion, Heidelberg, Germany, August 2006
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Stabilisierung turbulenter Flammen durch elektrische Felder
F. Beyrau, A. Sakhrieh, F. Altendorfner, A. Leipertz, T. Hammer, G. Lins, F. Dinkelacker ERCOFTAC Technologietag, Stuttgart, Germany, October 2006
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On the Modelling of Density Gradients with the Wave Equation for the Analysis of Combustion Instabilities
E. Wanke and T. Sattelmayer 8th Asia-Pacific International Symposium on Combustion and Energy Utilization October 10-12, 2006, Sochi, Russian Federation
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Plasma Control of Methane Air Premix Combustion
T. Hammer, G. Lins, A. Sakhrieh, F. Altendorfner, F. Dinkelacker, L. Sun, M. Vega, T.Kappes Proceedings of the 5th International Symposium on Non-Thermal Plasma Technology for Pollution Control and Sustainable Development, Saint Pierre d'Oléron, France, June 2006
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Plasma- and Electric Field Control of Natural Gas Combustion
F. Altendorfner, F. Dinkelacker, T. Hammer, T. Kappes, G. Lins, A. Sakhrieh, L. Sun, M.Vega Transactions of the Institute of Fluid-Flow Machinery, Gdánsk, Poland, Vol. 119, May 2006, p. 3 - 14
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Predictions of Nonequilibrium Phase Transition in a Model Low Pressure Steam Turbine
Gerber, A.G.; Sigg, R.; Völker, L.; Casey, M.V.; Sürken, N. 7th European Conference on Turbomachinery, Fluid Dynamics and Thermodynamics, Athens, Greece, 5.-9. March 2007, to appear in IMechE Journal of Power and Energy
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Pressure Influence on Electric Field Control of Premixed Turbulent Flames
A. Sakhrieh, G. Lins, F. Dinkelacker, T. Hammer, A. Leipertz, D. W. Branston Trends in numerical and physical modeling for turbulent processes in gas turbine combustors, Heidelberg, Germany, April 2004.
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Progress in CFD Predictions for a Model Low Pressure Steam Turbine
Sigg, R., Gerber, A. G., Völker, L., Sürken, N., Casey, M.V. 20th Jubilee Turbomachinery Workshop 2006, Gdansk/Krzeszna, IFFM Publishers, Poland, Gdansk 2006
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Projekt KW21 Perspektiven in der Kraftwerkstechnik
U. Wagner, H. Roth, S. Richter, S. von Roon BWK Das Energie Fachmagazin, Band 10 Jg. 57, Oktober 2005
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Projekt KW21: Technische Anforderungen an neue Kraftwerke im Umfeld dezentraler Stromerzeugung
Stefan Richter FfE-Schriftenreihe Band 27; "Technologie der Zukunft - Stand der Technik, Sicherheit der Energieversorgung", ISBN: 3-933283-36-1, Energie & Management Verlagsgesellschaft mbH, München, 2005
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Scaling Thermo-Acoustic Characteristsics of LP and LPP Swirl Flames
Russ, M.; Buechner, H.; Proceedings of ASME Turbo EXPO, Montreal, Canada, 2007, [GT2007‑27775]
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Simulation von Mikro-KWK-Anlagen zur Bewertung von Netzintegrationskonzepten
S. von Roon, U. Arndt, U. Wagner 5. Internationale Energiewirtschaftstagung an der TU Wien am 14. * 16.02.2007 in Wien, 2007
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Zukünftiger Stromerzeugungsmix in Deutschland
Roth, H. Tagungsband zur Fachtagung Energiezukunft Deutschland, FfE-Schriftenreihe Band 28, Herrsching 2007
Kontakt
Dr. Wolfgang Meier
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Institut für Verbrennungstechnik
Pfaffenwaldring 38-40
70569 Stuttgart
Telefon: +49-711-6862397
Email: <link>wolfgang.meier@dlr.de
Dr. Günther Weiß
Bayerische Forschungsallianz GmbH
Nußbaumstraße 12
80336 München
Telefon: +49-89-990188813
Email: <link>weiss@bayfor.de