Abstract. At present and in future the necessity of generating electricity using renewable resources globally is most important and clearly evident. Depending on how the scenarios are designed and disregarding fossil resources the contributions of renewable energy sources have to be increased by a factor of four to six as far as it concerns the installed capacity and the amount of electricity generated. The corresponding annual investment costs amount some hundred billion US-$ and the CO 2 emission reduction equals one Gt. In any case heat to electricity conversion systems based on biomass, geothermal and process heat recovery are expected to provide significant contributions to this objective. Besides several others the conversion technology of a Rankine Cycle Process is most suitable over a wide range of capacities notwithstanding the possibilities to applicate working fluids of non-organic or organic character. Particularly for the heat recovery from the exhaust gas of biogas operated internal combustion engines the type of a newly developed friction expander was designed, constructed, built and evaluated. Based on preceding theoretical and numerical calculations as well as constructional and experimental studies using hexane and hexamethoxydisiloxane in the project reported here saturated water steam was used as working fluid. During the experiments carried out in a special test facility the electric power of the system amounted 1.4 kW representing two thirds of the concepttual design.

Im Folgenden wird die Entwicklung und Evaluation eines 2,2 kW Tesla Turbinen Prototyps beschrieben. Ausgehend von der konstruktiven Verbesserung der Ein-und Auslassströmung -mit dem Ziel der Steigerung des isentropen Wirkungsgrades -wurde ein Turbinenprototyp gefertigt und auf einem Turbinenversuchsstand erprobt. Hierbei wurde untersucht, ob eine Wirkungsgradsteigerung mit einem Profileinsatz möglich ist. Die gewonnenen Ergebnisse lagen im Erwartungsbereich und zeigten, dass der Profileinsatz zu einer Wirkungsgradsteigerung bei beiträgt.

Im Folgenden wird der Einsatz eines dünnen Flüssigkeitsfilms in der Auslassregion einer Scheibenläuferturbine beschrieben. Die zunehmenden Relativgeschwindigkeiten am Auslass, die durch die Expansion des Arbeitsmediums bei gleichzeitiger Verminderung des durchströmten Querschnittes hervorgerufen wird, führen zu einer Reduktion der Turbineneffizienz und einem höheren Treibstoffverbrauch. Um dies zu unterbinden, soll ein Teil des gasförmigen Arbeitsmediums kondensiert werden, indem sich ein laminarer, dünner Flüssigkeitsfilm bildet. In dem Flüssigkeitsfilm treten höhere Scherkräfte auf, die die Kraftübertragung verbessern. Durch die großen Unterschiede der spezifischen Volumina in der Gas-und Flüssigphase reduziert sich durch die Kondensation der Gasvolumenstrom und somit die Relativgeschwindigkeiten, was zu einer höheren Turbineneffizienz führt.

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