Development of a radial inflow turbine for sub-zero applications on an automotive dynamometer

Titel in Übersetzung: Entwicklung einer Radialturbine für Kaltluftprozesse an einem Rollprüfstand

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Durch aktuelle Änderungen in der Gesetzgebung getrieben, erhöhen sich die Anforderungen an PKW Motoren hinsichtlich der Reduktion von Schadstoffemissionen. Es werden vereinheitlichte Zyklen am Prüfstand wie dem Worldwide Harmonised Light Vehicle Test Procedure (WLTP) und Tests im realen Fahrbetrieb (RDE) durchgeführt.[1]–[3] Aufgrund hoher Kosten für RDEs, wird versucht einen großen Teil der Emissionstests auf Rollprüfständen abzuwickeln. Die europäische Durchschnittstemperatur liegt bei 14°C, wobei der WLTP bei 23°C durchgeführt wird.[4] Für eine bessere Repräsentation der Testergebnisse, müssten Prüfstände WLTPs bei Niedertemperaturen durchführen können. Bedingt durch die Standards sind die meisten Prüfstände nicht ausgerüstet Kaltluft für den Prozess bereitzustellen. Eine Umrüstung und Installation von herkömmlichen Kühlsystemen ist entweder sehr kostspielig oder ineffizient, daher soll ein innovatives System entwickelt werden, bei dem vorgekühlte und vorkomprimierte Luft an einer Radialturbine entspannt wird. Durch die Entspannung können Temperaturen unter dem Gefrierpunkt erreicht werden. In dieser Arbeit wird ein mathematisches Modell vorgestellt, welches ein Primärdesign der Radialturbine berechnet.[5] Basierend auf der Berechnung wird der Stator, der Rotor und das Gehäuse konstruiert und mittels CFD Simulation in Ansys Fluent getestet. Es werden drei Ausprägungen präsentiert, wobei zwei Fälle eine Modifikation zur Verbesserung bereits enthalten.
Titel in ÜbersetzungEntwicklung einer Radialturbine für Kaltluftprozesse an einem Rollprüfstand
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Spijker, Christoph, Mitbetreuer (intern)
  • Raupenstrauch, Harald, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung23 Okt. 2020
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2020

Bibliographische Notiz

gesperrt bis 08-09-2025

Schlagwörter

  • Radial Turbine
  • Turbomaschine
  • Kälteprozess
  • WLTP
  • Mathematica
  • Ansys Fluent
  • CFD
  • Turbinen Design
  • Automobilindustrie
  • mean line model
  • Strömungslehre
  • Thermodynamik

Dieses zitieren