MODELLING AND MEASUREMENT OF NOx CONCENTRATION IN PLUME FROM AIRCRAFT ENGINE UNDER OPERATION CONDITIONS AT THE AERODROME AREA
Наукові журнали НАУ
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
MODELLING AND MEASUREMENT OF NOx CONCENTRATION IN PLUME FROM AIRCRAFT ENGINE UNDER OPERATION CONDITIONS AT THE AERODROME AREA
Моделирование и измерения концентраций nox в струе от авиадвигателя в реальных эксплуатационных условиях на территории аэродрома Моделювання та вимірювання концентрацій NOx у струмені газів від авіадвигуна за експлуатаційних умов на території аеродрому |
|
| Creator |
Zaporozhets, Oleksandr; National Aviation University
Synylo, Kateryna; National Aviation University |
|
| Subject |
—
aircraft engine emission; air pollution monitoring; assessment of emission indices; emission index; emission inventory of aircraft engine; environmental monitoring; wing trailing vortex 503.3.054:629.735.03(045) — инвентаризация выбросов авиационных двигателей; индекс эмиссии; концевой вихрь от крыла; мониторинг загрязнения воздуха; моделирование загрязнения атмосферного воздуха; струя газов; эмиссия авиационных двигателей 503.3.054:629.735.03(045) — інвентаризації авіаційних двигунів; індекс емісії; кінцевий вихор від крила; моніторинг забруднення повітря; моделювання забруднення атмосферного повітря; струмінь газів; емісія авіаційних двигунів 503.3.054:629.735.03 (045) |
|
| Description |
Purpose: Airport air pollution is growing concern because of the air traffic expansion over the years (at annual rate of 5 %), rising tension of airports and growing cities expansion close each other (for such Ukrainian airports, as Zhulyany, Boryspol, Lviv, Odesa and Zaporizhzhia) and accordingly growing public concern with air quality around the airport. Analysis of inventory emission results at major European and Ukrainian airports highlighted, that an aircraft is the dominant source of air pollution in most cases under consideration. For accurate assessment of aircraft emission contribution to total airport pollution and development of successful mitigation strategies, it is necessary to combine the modeling and measurement methods. Methods: Measurement of NOx concentration in the jet/plume from aircraft engine was implemented by chemiluminescence method under real operating conditions (taxi, landing, accelerating on the runway and take-off) at International Boryspol airport (IBA). Modeling of NOx concentration was done by complex model PolEmiCa, which takes into account the transport and dilution of air contaminates by exhaust gases jet and the wing trailing vortexes.Results: The results of the measured NOx concentration in plume from aircraft engine for take-off conditions at IBA were used for improvement and validation of the complex model PolEmiCa. The comparison of measured and modeled instantaneous concentration of NOx was sufficiently improved by taking into account the impact of wing trailing vortices on the parameters of the jet (buoyancy height, horizontal and vertical deviation) and on concentration distribution in plume. Discussion: Combined approach of modeling and measurement methods provides more accurate representation of aircraft emission contribution to total air pollution in airport area. Modeling side provides scientific grounding for organization of instrumental monitoring of aircraft engine emissions, particularly, scheme for disposition the monitoring stations with aim to detect maximum concentration which is characterized for jets/plumes from aircraft engines.
Загрязнение воздуха аэропортов является актуальной проблемой вследствие роста объемов авиационных перевозок ежегодно на 5%, а также с тенденцией приближения жилых районов к аэропортам (в частности для Украины, это такие аэропорты, как Киев («Жуляны»), Львов, Одесса, Харьков, Донецк, Запорожье. Анализ результатов инвентаризации источников выбросов загрязняющих веществ (ЗР) в главных аэропортах Европы и Украины указывает на доминантность выбросов от авиационных двигателей в зоне аэропорта. Для успешного решения указанной экологической проблемы необходимо организовать контроль эмиссии ЗВ от АД на основе системы инструментального мониторинга и расчетных моделей загрязнения воздуха в зоне и на прилегающих к аеропорту территориях. Методы: Измерение NOx концентраций в струе газов от авиадвигателей было выполнено на базе хемилюминесцентного метода в реальных эксплуатационных условиях (руление, приземление, разбег вдоль взлетно-посадочной полосы и взлет воздушного судна) в зоне международного аэропорта «Борисполь». Расчет NOx концентраций выполнен на основе комплексной модели PolEmiCa, с учетом процессов переноса, разбавления примесей ЗР струей газов от АД и вихревой пеленой от крыла воздушного судна. Результаты: Представлены результаты усовершенствования комплексной модели PolEmiCa на основе учета влияния параметров струи (высота всплытия, дисперсия границ и дальнобойность), земной поверхности и вихревой пелены от крыла на процессы переноса и разбавления примесей загрязняющих веществ в выбросах авиадвигателей. Приведены результаты проверки достоверности усовершенствованной комплексной модели PolEmiCa на основании результатов экспериментального исследования в зоне международного аэропорта «Борисполь». Таким образом, комбинированный подход на основе инструментального мониторинга и расчетных моделей обеспечивает более точное выявление и определение составляющей эмиссии АД в локальном и региональном загрязнении атмосферного воздуха в пределах и в окрестностях аэропорта. Так, расчетные модели предоставляют обоснование для схемы размещения станций инструментального мониторинга с целью выявления максимальной концентрации ЗР в струе отработанных газов от каждого АД исследуемого воздушного судна. Мета: Забруднення повітря аеропортів є актуальною проблемою через зростання обсягів авіаційних перевезень щорічно на 5%, а також у зв’язку із дедалі більшим наближенням житлових районів до аеропортів (зокрема для таких аеропортів України, як Київ («Жуляни»), Львів, Одеса, Харків, Донецьк, Запоріжжя. Аналіз результатів інвентаризації джерел викидів забруднюючих речовин (ЗР) у головних аеропортах Європи та України вказує на домінантність викидів ЗР від авіаційних двигунів (АД) у зоні аеропорту. Для успішного розв’язання зазначеної екологічної проблеми необхідно організувати контроль емісії ЗР від АД налагодженням системи інструментального моніторингу та розрахункових моделей забруднення повітря в межах та на прилеглих територіях аеропорту. Методи: Вимірювання NOx концентрацій у струмені газів від авіадвигунів було виконано на базі хемілюмінесцентного методу за реальних експлуатаційних умов (руління, приземлення, розбіг уздовж злітно-посадкової смуги та зліт повітряного судна) у межах міжнародного аеропорту «Бориспіль». Розрахунок NOx концентрацій було виконано за комплексною моделлю PolEmiCa з урахуванням процесів переносу та розбавлення домішок ЗР струменем газів від АД та вихровою пеленою від крила повітряного судна. Результати: Представлено результати вдосконалення комплексної моделі PolEmiCa за рахунок урахування впливу параметрів струменя (висота спливання, дисперсія меж та далекобійність), земної поверхні та вихрової пелени від крила на процеси переносу та розбавлення домішок забруднюючих речовин у викидах авіадвигунів. Наведено результати перевірки достовірності вдосконаленої комплексної моделі PolEmiCa на підставі результатів експериментального дослідження в межах міжнародного аеропорту «Бориспіль». Отже, запропонований комбінований підхід інструментального моніторингу з розрахунковими моделями забезпечує точніше виявлення та визначення складової емісії АД у локальному та регіональному забрудненні атмосферного повітря у межах та на околиці аеропорту. Так, розрахункові моделі надають обґрунтування для схеми розміщення станцій інструментального моніторингу з метою виявлення максимальної концентрації, яка формується в струмені від кожного АД досліджуваного повітряного судна. |
|
| Publisher |
National Aviation University
|
|
| Contributor |
—
— — |
|
| Date |
2016-06-21
|
|
| Type |
—
— — |
|
| Format |
application/pdf
application/pdf application/pdf |
|
| Identifier |
http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/visnik/article/view/10432
10.18372/2306-1472.67.10432 |
|
| Source |
Proceedings of the National Aviation University; Том 67, № 2 (2016); 52-59
Вестник Национального авиационного университета; Том 67, № 2 (2016); 52-59 Вісник Національного Авіаційного Університету; Том 67, № 2 (2016); 52-59 |
|
| Language |
en
|
|
| Rights |
// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e |
|