Mit Laser-Messungen der Energieverschwendung auf der Spur

- Der Forschungsverbund FORTVER will den Kraftstoffverbrauch und den Ausstoß von Schadstoffen bei Verbrennungen senken

<P> <BR><BR><BR><BR>Zukunftsorientierte Forschung, die sich im Ergebnis auch wirtschaftlich verwerten lässt, das ist das Ziel der Bayerischen Forschungsverbünde, von denen es derzeit 18 gibt. Zusammengeschlossen haben sie sich in der Arbeitsgemeinschaft Bayerischer Forschungsverbünde abayfor. Gefördert werden sie teils von der Bayerischen Forschungsstiftung, teils vom Wissenschaftsministerium. Wir stellen diese Verbünde vor, da durch sie die Hochschulforschung unterstützt wird. Heute: FORTVER. </P><P>Windparks prägen ganze Landstriche vor allem in Norddeutschland, auf vielen Hausdächern glänzen Solarzellen - erneuerbare Energien haben in den letzten Jahren offensichtlich stark an Bedeutung zugenommen. Doch der erste Eindruck kann täuschen: "Noch immer ist der größte Teil unserer Energie-Erzeugung und Mobilität von der Verbrennung fossiler Brennstoffe abhängig", betont Professor Dieter Brüggemann, Sprecher des Forschungsverbunds für Turbulente Verbrennung (FORTVER).<BR><BR>Die Energiegewinnung aus Erdöl, Erdgas, Kohle und Holz lasse sich in absehbarer Zeit nicht ersetzen, so der Lehrstuhlinhaber für Thermodynamik an der Universität Bayreuth. Die FORTVER-Forscher haben das Ziel, die Verbrennungsvorgänge zu optimieren. "Verbrauch und Schadstoffausstoß sollen sinken", erklärt Brüggemann.<BR>In Motoren, Brennern und Turbinen verbrennen Gemische aus einem Brennstoff und Luft in turbulenten Strömungen - ein auf den ersten Blick vollkommen ungeordneter Vorgang. "Man könnte es vergleichen mit einem wilden Gewässer", beschreibt Brüggemann. Die Flamme nimmt unablässig neue Formen an, außerdem verändern sich Strömungsgeschwindigkeit und Temperatur.<BR><BR>Die Thermodynamik-Forscher der Universitäten Bayreuth und Erlangen-Nürnberg, der TU München und des Fachgebiets Strömungsmechanik der TU München versuchen, die Vorgänge bei einer solchen Verbrennung möglichst exakt zu simulieren. In der "Large Eddy Simulation" - Eddy ist Englisch für Turbulenzballen - lassen sich Wirbel mit mehreren Zentimetern Größe berechnen. "Möglich ist das an Hochleistungsrechnern, wie wir sie am Leibniz-Rechenzentrum in München zur Verfügung haben", so Brüggemann.<BR><BR>Grundlage für Verbrennungs-Simulationen sind Daten aus realen Verbrennungen. Um diese Daten zu gewinnen, entwickelt der Verbund auch Messverfahren. Gemessen wird mit Lasern, die Messintervalle von nur wenigen Milliardstel Sekunden ermöglichen. "So können wir Temperatur, Geschwindigkeit der Ströme und ihre Zusammensetzung genau bestimmen", erklärt der Bayreuther Wissenschaftler.<BR><BR>Aufgrund der Erkenntnisse von FORTVER könnte künftig zum Beispiel die Einspritzvorrichtung an Verbrennungsmotoren anders konstruiert werden, so Brüggemann. Auf diese Weise soll die Kraftstoffverbrennung so beeinflusst werden, dass sie möglichst effizient abläuft.<BR><BR>Derzeit betreibt der ausschließlich vom Wissenchaftsministerium geförderte Verbund jedoch nur Grundlagenforschung, so Brüggemann: "Wenn wir Industriepartner hätten, müssten wir speziell auf deren Bedürfnisse zugeschnittene Produkte entwickeln. Wir wollen aber Methoden und Modelle entwickeln, die möglichst für alle Verbrennungssysteme nutzbar sind."<BR><BR>Die Laufzeit von FORTVER endet im Oktober 2005. Brüggemann will sich jedoch um eine weitere Förderung für den Verbund bewerben. "Eine mögliche zweite Phase soll dann anwendungsorientierter sein", so der Thermodynamik-Forscher. Denkbar seien Kooperationen mit Automobil-Firmen oder Herstellern von Heizungsbrennern. <BR></P>

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