Modeling of emissions and dispersion of harmful compounds from marine main propulsion diesel engines of vessels navigating in specified water basins

• Autorzy: Kniaziewicz T.

Identyfikatory

DOI

10.5604/0860889X.122975

Warianty tytułu

PL

Modelowanie emisji i dyspersji związków szkodliwych pochodzących ze spalin silników napędu głównego jednostek pływających po określonym akwenie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the results of the first nationwide study of a pro-ecological character, including the problem of the impact of shipping (in a particular basin) on the terrestrial human environment. Shipping in the waters of the Bay of Gdansk is taken as an example of the real system and a detailed identification of the operating conditions for the vessels has been undertaken. Data were obtained from the analysis of information gathered by surveillance systems of vessel traffic (such as Automatic Identification System — AIS) for the complete identification of parameters and characteristics of shipping traffic in the form of deterministic and statistical mathematical models. On the basis of these mathematical models of the emission of harmful exhaust emissions from marine engines have been developed. Models of the spread of exhaust gas are based on the models of Gauss, Euler and Lagrange. Their use has enabled a scientific tool to evaluate the contribution of immission of harmful compounds in the global immission of pollutants in the atmospheric air of the Tri-city agglomeration to be obtained.

PL

W artykule przedstawiono wyniki pierwszych w skali kraju badań o charakterze proekologicznym obejmujących problem oddziaływania żeglugi morskiej (w określonym akwenie) na lądowe środowisko człowieka. Żeglugę na wodach Zatoki Gdańskiej przyjęto jako przykład systemu rzeczywistego i dokonano szczegółowej identyfikacji warunków użytkowania na niej jednostek pływających. Z analizy informacji gromadzonych przez systemy nadzoru ruchu statków (m.in. AIS) uzyskano dane do pełnej identyfikacji parametrów i charakterystyk ruchu statków w postaci deterministycznych i statystycznych modeli matematycznych. Na ich podstawie opracowano modele matematyczne emisji związków szkodliwych spalin silników ze statków. Modele rozprzestrzeniania się spalin oparto na modelach Gaussa, Lagrange’a i Eulera, co pozwoliło uzyskać naukowe narzędzie do oceny udziału imisji związków szkodliwych w globalnej imisji tych zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym aglomeracji Trójmiasta.

Słowa kluczowe

EN

modeling; emission; ship; marine engines; real operating conditions

PL

modelowanie; emisja; jednostki pływające; silniki okrętowe; rzeczywiste warunki pracy

• Wydawca: Akademia Marynarki Wojennej im. Bohaterów Westerplatte
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 57 nr 4 (207)
• Strony: 55--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kniaziewicz T.

• Polish Naval Academy, Faculty of Mechanical and Electrical Engineering, Śmidowicza 69 Str., 81-127 Gdynia, Poland

Bibliografia

• [1] Chłopek Z., Modelowanie procesów emisji spalin w warunkach eksploatacji trakcyjnej silników spalinowych, ‘Prace Naukowe. Seria Mechanika’, 1999, Vol. 173 [Modeling of processes of exhaust gas emissions in the traction operating conditions internal combustion engines — available in Polish].
• [2] Juda J., Budziński K., Zanieczyszczenia atmosfery, WNT, Warszawa 1961 [Air pollution — available in Polish].
• [3] Kniaziewicz T., Metodyka pomiaru emisji związków toksycznych w gazach wylotowych tłokowych silników spalinowych okrętów wojennych i wpływ wybranych wielkości regulacyjnych na ich poziom, PhD thesis, Akademia Marynarki Wojennej, Gdynia 1999 [Methodology for measuring the emission of toxic compounds in exhaust gases of internal combustion engines of warships and the impact of selected regulatory parameters on their level — available in Polish].
• [4] Kniaziewicz T., Modelowanie procesów emisji spalin okrętowych tłokowych silników spalinowych napędu głównego w rzeczywistych warunkach eksploatacji, ‘Zeszyty Naukowe AMW’, 2013, No. 193A [Modeling of processes of exhaust gas emissions from marine Diesel engines for main propulsion under real operating conditions — available in Polish].
• [5] Kniaziewicz T., Piaseczny L., Charakterystyki eksploatacyjne toksyczności spalin okrętowego tłokowego silnika spalinowego, ‘Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej. Budownictwo Okrętowe’, 2004, No. 5 [Operational characteristics of exhaust emissions in a marine Diesel engine — available in Polish].
• [6] Kniaziewicz T., Piaseczny L., Merkisz J., Charakterystyki śrubowe stężeń NOx, CO, HC w spalinach silnika SULZER typu 6AL20/24, ‘Czasopismo Techniczne. Mechanika’, 2004, No. 6-M [Screw characteristics of NOx, CO, HC concentrations in the exhaust gas from engine SULZER type 6AL20/24 — available in Polish].
• [7] Kniaziewicz T., Problemy modelowania imisji szkodliwych składników spalin z silników okrętowych w rejonach miejskich aglomeracji nadmorskich, ‘Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Mechanika’, 2006, No. 26 [Problems of modeling of exhaust emissions from marine engines in urban coastal agglomerations — available in Polish].
• [8] Kniaziewicz T., Zacharewicz M., Program for the emission simulation of toxic compounds in the main engine exhaust of vessels operating in a specified water region, ‘Journal of Polish CIMAC’, 2014, Vol. 9, No. 1.
• [9] Merkisz J., Piaseczny L., Kniaziewicz T., Zagadnienia emisji spalin silników okrętowych, Politechnika Poznańska, Poznań, 2016 [Issues of emissions of marine engines — available in Polish].
• [10] Pawlak M., Modelowanie emisji związków szkodliwych w spalinach silników statków w rejonie Zatoki Gdańskiej, PhD thesis, Politechnika Poznańska, Poznań 2009 [Modeling emission of harmful compounds in the exhaust gas from marine engines of vessels in the Bay of Gdansk — available in Polish].
• [11] Piaseczny L. et al., Badania wpływu właściwości emulsji wodno-paliwowej na parametry jej rozpylania oraz charakterystyki robocze i ekologiczne średnioobrotowego silnika wysokoprężnego przeznaczonego do zastosowań na okrętach. Sprawozdanie etapowe z projektu badawczego nr PB-1420/T12/03/25, Akademia Marynarki Wojennej, Gdynia 2004 [Investigations on the impact properties of the water-fuel emulsion on the parameters of the spraying and operating and ecological characteristics of medium-speed diesel engine intended for use on ships. The report stage of the research project No. PB-1420/T12/03/25 — available in Polish].
• [12] Piaseczny L. et al., Metody ograniczenia emisji związków toksycznych tłokowych silników spalinowych eksploatowanych w siłowniach okrętowych. Sprawozdanie z projektu badawczego nr T12D 006 13, Akademia Marynarki Wojennej, Gdynia 2000 [Methods of reducing emissions of toxic compounds from internal combustion engines operating in the power plant of vessels. The report of the research project No. T12D 006 13 — available in Polish].
• [13] Piaseczny L. et al., Metody wyznaczania statycznych i dynamicznych charakterystyk emisji związków toksycznych z silników spalinowych statków morskich. Sprawozdanie z projektu badawczego N509 572 839, Gdynia 2013 [Methods for determining the static and dynamic characteristics of toxic compounds emissions from internal combustion engines of ships. The report of the research project N502 009 31/1187 — available in Polish].
• [14] Piaseczny L. et al., Modelowanie imisji związków szkodliwych pochodzących ze spalin okrętowych silników spalinowych w powietrzu atmosferycznym aglomeracji Trójmiasta. Sprawozdanie z projektu badawczego N502 009 31/1187, Gdynia 2009 [Modeling of imissions toxic compounds in the exhaust gas from of marine diesel engines in atmospheric air of Tricity agglomeration. The report of the research project N502 009 31/1187 — available in Polish].
• [15] Zadrąg R., Wpływ zmian szczelności zespołu tłokowo-cylindrowego okrętowego silnika spalinowego na emisję związków toksycznych, PhD thesis, Akademia Marynarki Wojennej, Gdynia 2001 [Impact of changes in the leakage of piston-cylinder unit in the marine Diesel engine on emission of toxic compounds — available in Polish].