Page 82 - HTW_25_Jahre_Forschung

Untersuchung und Optimierung der

Energiewandlung in Kraftwerken

Prof. Dr. Christian Gierend, Uwe Schneider, Sebastian Georg
Fakultät für Ingenieurwissenschaften

D — Die Sicherstellung unserer derzeitigen Lebensqualität ist mit einem hohen Ener-
gieeinsatz verbunden. Noch ist es nicht möglich, diesen enormen Energieumsatz ohne eine Reihe
von Umweltfolgen zu decken. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts nimmt die gesellschaftliche Toleranz
gegenüber Umweltschäden als Folge der Bereitstellung von Nutzenergie immer mehr ab. Aus diesem
Grund wird auf Biomasse und Reststoffe als Energieträger zur Erzeugung von Wärme und Strom
verstärkt zurückgegriffen. Im Rahmen verschiedener Forschungsprojekte und in Kooperation mit
Unternehmen wurde ein mathematisches Modell für die heterogene Verbrennung auf dem Verbren-
nungsrost in Matlab-Simulink in Kopplung mit ANSYS Workbench umgesetzt, mit dem es möglich ist,
das Prozessverhalten von Reststoffverbrennungsanlagen zu simulieren und weiterführende Berech-
nungen mit Methoden der Strömungssimulation (CFD – Computational Fluid Dynamics) durchzufüh-
ren. Die Kopplung beider Programme erfolgt durch Verwendung von User-Defined Functions (UDFs).

F — La protection de notre qualité de vie actuelle s‘assortit d‘une forte consommation
d‘énergie. Il n‘est pas encore possible de satisfaire cette énorme voracité énergétique sans une série
de conséquences écologiques. Au début de ce 21e siècle, la tolérance sociétale vis-à-vis des dégâts
environnementaux engendrés par la production d‘énergie utile ne cesse de diminuer. Pour cette rai-
son, on recourt plus fortement à la biomasse et aux matières résiduelles en tant que sources d‘éner-
gie pour générer de la chaleur et de l‘électricité. Dans le cadre de différents projets de recherche et en
coopération avec des entreprises a été transposé un modèle mathématique portant sur l‘incinération
hétérogène sur grille de combustion sous Matlab-Simulink couplé avec ANSYS Workbench, ce qui
permet de simuler le comportement du processus dans les incinérateurs de déchets résiduels et de
réaliser des calculs avancés avec des méthodes de simulation des flux (CFD – Computational Fluid
Dynamics). Le couplage des deux programmes a lieu en utilisant des User-Defined Functions (UDFs).

E — Ensuring we retain our current quality of life is only possible with high ener-
gy expenditure. It is currently still not possible to produce this enormous energy turnover without
a series of environmental consequences. At the beginning of the 21st century social tolerance of
environmental damage as a consequence of the provision of useful energy continues to decrease.
For this reason, increasing use is made of biomass and residual substances as energy sources for
generating heat and electricity. In the context of a variety of research projects and in cooperation with
a number of enterprises, a mathematical model for heterogeneous combustion on the combustion
grate was implemented in Matlab-Simulink, coupled with ANSYS Workbench, making it possible to
simulate process behaviour in residual substance incinerators and perform advanced analyses using
computational fluid dynamics (CFD) methods. Both programmes are coupled by means of user-
defined functions (UDFs).

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