Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Für eine neue Generation von Dampfmaschinen: BAM entwickelt einzigartiges Heißdampftribometer

20.02.2013
Die Rückgewinnung von Energie aus Abgaswärme, beispielsweise beim Auto, bei LKWs oder Blockheizkraftwerken, spielt bei steigenden Rohstoffpreisen eine immer größere Rolle.

„Mindestens 30 Prozent vom Brennwert des Kraftstoffes gelangen in das Abgas von Verbrennungsmotoren“, sagt Mathias Woydt von der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung. Bislang werden die Abgase meist ungenutzt durch Schornstein oder Auspuff abgeleitet. Ein „Anzapfen“ lohnt sich, denn die dort vorherr¬schenden hohen Temperaturen sind günstig für eine Energierückgewinnung.

Vereinfacht gesagt, genügt es, wenn man in den Abgasstrom einen Dampferzeuger integriert. Doch der muss sehr hohe Temperaturen aushalten. Der so erzeugte Dampf wird in einer geeigneten Form expandiert und in mechanische oder elektrische Energie umgewandelt. Die verschiedenen Reibstellen in den Expandern können unter diesen Bedingungen nicht mit Öl geschmiert werden. „Man benötigt deshalb Gleitpaarungen, welche ungeschmiert im Heißdampf verschleißbeständig und reibungsarm funktionie¬ren“, so Woydt weiter. Die BAM hat deshalb ein einzigartiges Heißdampftribometer entwickelt, welches auch dicht ist. Mit diesem Prüfgerät für Reibung und Verschleiß (Tribometer) können die entsprechenden Reibwerkstoffe auf ihre Eignung untersucht werden.

Die Heißdampftechnologie bietet sich für verschiedene Bereiche an. Auch bei Mini-Blockheizkraftwerken, also bei der häuslichen, kombinierten Strom- und Warmwassererzeugung, kann sie zum Einsatz kommen. Einige Hersteller arbeiten bereits daran. Wie auch beim Verbrennungsmotor im Auto ist die Abgaswärme sozusagen kostenlos verfügbar, abgesehen von der Investition in die Rückgewinnungstechnologie.

Rückgewinnungstechnologien sind auch in der Energieerzeugung (also in Kraftwerken) bekannt. Möchte man aber in einen Verbrennungsmotor eines Autos einen Dampferzeuger integrieren, so stellen die oft eingesetzten Leichtbaumaterialien die Ingenieure vor neue Herausforderungen. „Die vorhandenen Erfahrungen in der Kraftwerkstechnik mit Heißwasser mit Temperaturen von bis zu 320°C und einem Druck von bis zu 300 Bar sind auf Heißdampf nur bedingt übertragbar“, sagt der Diplom-Ingenieur Woydt. Denn in der Energietechnik überlegt man für eine weitere Steigerung der Effizienz Dampftemperaturen von über 700°C zu erreichen. Dabei muss man im Auge behalten, dass bei der guten und alten Dampflokomotive Dampftemperaturen von maximal 300°C und Drücke von maximal 30 Bar nicht überschritten wurden, so dass hier noch einfacher Stahl verwendet werden konnte.

Das Problem: Mit ansteigender Temperatur verschiebt sich der pH-Wert des Wassers kontinuierlich ins Saure. Folglich muss jeder in Frage kommende Werkstoff, oder jede Beschichtung, gegen Heißdampf korrosionsbeständig sein. Die BAM-Experten sind sich sicher, dass die Dampferzeugung und die Energierückgewinnung bei der angestrebten Energiewende einen wichtigen Beitrag leisten können. „Doch hängt dies davon ab, geeignete Reibmaterialien für Heißdampfumgebungen zu finden“, sagt der Reibungsexperte Woydt. „Heißdampfgeeignete Reibwerkstoffe werden letztendlich mit darüber entscheiden, wie effizient und nachhaltig in der Zukunft unsere Nutzung der Energie ist“.

Die BAM führt seit 1999 tribologische Versuche unter Heißdampf bis 450°C durch, allerdings war das Tribometer bisher noch nicht „abgedichtet“. Unter dem Begriff Tribologie werden in der Wissenschaft Reibung, Verschleiß und Schmierung zusammengefasst. Das neue Heißdampftribometer erlaubt Versuche unter Druck und bis zu Temperaturen von 750°C. Die Prüfkammer ist ohne Schweißnähte und aus einem Block aus einer Nickelbasis-Legierung in den BAM-eigenen Werkstätten gefertigt worden. Der TÜV Rheinland hat die Arbeitsschritte verfolgt, dokumentiert und auch die Kammer geprüft (obwohl die BAM für den Eigenbedarf dies auch selber hätte durchführen können). Das neue Heißdampftribometer wurde in München von der Optimol Instruments GmbH komplettiert und auch in die Plattform ihres SRV-Prüfgerätes integriert. SRV steht für Schwing-Reib-Verschleiß und ist ein in Deutschland, den USA und China genormtes Prüfverfahren.

Kontakt:
Dr.-Ing. Mathias Woydt
Abteilung 6 Materialschutz und Oberflächentechnik
E-Mail: mathias.woydt@bam.de

Dr. Ulrike Rockland | idw
Weitere Informationen:
http://www.bam.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Geräteschutzschalter erfüllt NEC Class 2
19.05.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

nachricht Elektronikgehäuse für Anzeigeeinheiten
19.05.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften