Free Content Particle emissions from aircraft engines – a survey of the European project PartEmis

 Download
(PDF 972.8 kb)
 
Download Article:

Abstract:

An overview of the goals and achievements of the European PartEmis project (Measurement and prediction of emissions of aerosols and gaseous precursors from gas turbine engines) is presented. PartEmis was focussed on the characterisation and quantification of exhaust emissions from a gas turbine engine. The engine was composed of a combustor and a unit to simulate a 3-shaft turbine section (so-called Hot End Simulator; HES). A comprehensive suite of aerosol, gas and chemi-ion measurements were conducted under different, i) combustor and HES operating conditions, ii) fuel sulphur concentrations. Measured aerosol properties were mass and number concentration, size distribution, mixing state, thermal stability of internally mixed particles, hygroscopicity, cloud condensation nuclei (CCN) activation potential, and chemical composition. Furthermore, chemi-ions, non-methane volatile organic compounds (NMVOCs) and OH were monitored. The combustor operation conditions corresponded to modern and older engine gas path temperatures at cruise altitude, with fuel sulphur contents (FSC) of 0.05, 0.41, and 1.270 g kg. The combustor behaved like a typical aircraft engine combustor with respect to thermodynamic data and main emissions, which suggests that the PartEmis database may be applicable to contemporary aircraft engines. The conclusions drawn from the PartEmis experiment are discussed separately for combustion particles, ultra fine particles, sulphate-containing species and chemi-ions, particle hygrioscopic growth and CCN activation, gaseous organic fraction, and emission properties.

German
Die in dem europäischen Projekt PartEmis (Messung und Modellierung der Emissionen von Partikeln und gasförmigen Vorläufern aus Gasturbinen) erzielten Ergebnisse werden vorgestellt. PartEmis konzentrierte sich auf die Charakterisierung und Quantifizierung von Abgasemissionen aus einer Gasturbine. Das Triebwerk bestand aus einer Brennkammer und einer Einheit zur Simulierung einer 3-stufigen Turbinensektion, dem so genannten Hot End Simuator. Ein umfassendes System zur Messung von Aerosolen, Gasen und Ionen wurde i) unter verschiedenen Betriebsbedingungen der Brennkammer und des Hot End Simulators, und ii) bei verschiedenen Schwefelgehalten im verwendeten Treibstoff eingesetzt. Die gemessenen Aerosoleigenschaften umfassten Massen- und Anzahlkonzentration, Größenverteilung, Mischungszustand, thermische Stabilität intern gemischter Partikel, Hygroskopizität, Aktivierbarkeit zur Bildung von Wolkentropfen, und chemische Zusammensetzung. Weiterhin wurden Chemi-Ionen, Nicht-Methan Kohlenwasserstoffe (NMVOC) und OH gemessen. Die Betriebsbedingungen der Brennkammer entsprachen den Gaseintrittstemperaturen alter und moderner Triebwerke in Reise flughöhe. Der Schwefelgehalt im Treibstoff variierte von 0,05 über 0,41 bis 1,270 g kg−1. Die Brennkammer verhielt sich im Bezug auf thermodynamische Daten und Emissionsdaten wie die typische Brennkammer eines Flugzeugtriebwerks. Davon ausgehend lassen sich die erreichten Ergebnisse auf moderne Flugzeugtriebwerke übertragen. Die Schlussfolgerungen aus dem PartEmis Experiment werden getrennt für Verbrennungspartikel, ultrafeine Partikel, sulfathaltige Komponenten und Chemi-Ionen, Feuchtewachstum der Partikel und Aktivierbarkeit zu Wolkentropfen, gasförmige organische Verbindungen und Emissionseigenschaften der Brennkammer diskutiert.

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2005/0054

Publication date: August 1, 2005

More about this publication?
  • Meteorologische Zeitschrift (originally founded in 1866) is the joint periodical of the meteorological societies of Austria, Germany and Switzerland. It accepts high-quality peer-reviewed manuscripts on all aspects of observational, theoretical and computational research out of the entire field of meteorology, including climatology. Meteorologische Zeitschrift represents a natural forum for the meteorological community of Central Europe and worldwide.
  • Editorial Board
  • Information for Authors
  • Submit a Paper
  • Subscribe to this Title
  • ingentaconnect is not responsible for the content or availability of external websites

Tools

Favourites

Share Content

Access Key

Free Content
Free content
New Content
New content
Open Access Content
Open access content
Subscribed Content
Subscribed content
Free Trial Content
Free trial content
Cookie Policy
X
Cookie Policy
ingentaconnect website makes use of cookies so as to keep track of data that you have filled in. I am Happy with this Find out more