Laser remote monitoring of soot emissions from ship power equipment

Authors

  • V. A. Turkin State Maritime University named after Admiral F. F. Ushakov
  • I. A. Sarychev Novorossiysk Polytechnic Institute (branch) KubSTU
  • P. V. Chartiy Novorossiysk Polytechnic Institute (branch) KubSTU
  • Yu. V. Pismenskaya State Maritime University named after Admiral F. F. Ushakov
  • R. I. Dzhioev State Maritime University named after Admiral F. F. Ushakov

Keywords:

Ship power plants, exhaust gases, particle size of soot, laser method

Abstract

When fuel is burned in a marine engine, soot particles are formed that absorb the toxic components of the exhaust gases. The sizes of these particles range from 0.1 to 100 microns. In the range of possible ranges of variation in the size of soot particles, the visible and near-IR regions of electromagnetic waves are relevant. By solving the inverse problem of attenuation and scattering of light by particles, one can obtain information about the concentration and distribution function of particles by size. The analysis of the possibility of simultaneous assessment of the concentration by the laser method is performed.

References

Turkin V. A., Cherbachi Yu. V., Shemanin V. G., Dzhioev R. I. Lidar monitoring of nitrogen and sulphur oxides molecules in ship power installation emissions. Computer simulation // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 872, 1st International Conference on "Marine Geology and Engineering" 10-11 September 2021, Novorossiysk, Russian Federation.

Chu-Van T., Ristovski Z., Pourkhesalian A. M., Rainey T., Garaniya V., Abbassi R. [et al.] A comparison of particulate matter and gaseous emission factors from two large cargo vessels during manoeuvring conditions // Energy Reports. 2019. Vol. 5. P. 1390–1398.

Anderson M., Salo K., Hallquist Е. M., Fridell E. Characterization of particles from a marine engine operating at low loads // Atmospheric Environment. 2015. 101. P. 65–71.

Mueller L., Jakobi G., Czech H., Stengel B., Orasche J., Arteaga-Salas J. M. [et al.] Characteristics and temporal evolution of particulate emissions from a ship diesel engine // Applied Energy. 2015. Vol. 155. P. 204–217.

Winnes H., Moldanova J., Anderson M., Fridell E. On-board measurements of particle emissions from marine engines using fuels with different sulphur content // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part M: Journal of Engineering for the Maritime Environment. 2016. Vol. 230, P. 45–54.

Corbett J. J., Winebrake J. J., Green E. H., Kasibhatla P., Eyring V., Lauer A. Mortality from ship emissions: A global assessment // Environmental Science and Technology. 2007. 41. P. 8512–8518.

Туркин В. А., Игнатенко Г. В., Сарычев И. А., Джиоев Р. И. Лазерный дистанционный мониторинг выбросов вредных веществ судовыми энергетическими установками // Морские интеллектуальные технологии. 2021. № 2(52). T. 4. С. 58–66.

Руднев Б. И., Повалихина О. В. 2014 Оптические параметры частиц сажи и характеристики радиационного теплообмена в камере сгорания дизеля // Вестник ТОГУ. 2014. № 2(33). С. 133–140.

Шикина А. Ю., Туркин В. А. Снижение выбросов твердых частиц с отработавшими газами судового двигателя изменением угла наклона топливных струй // Эксплуатация водного транспорта. 2016. № 1(78). С. 86–90.

Веденин Е. И., Чартий П. В., Шеманин В. Г. Лазерная система предупреждения аэрозольных выбросов // Безопасность в техносфере. 2014. № 5(50). С. 25–31.

Зуев В. Е., Зуев В. В. Дистанционное оптическое зондирование атмосферы. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 232 с.

Половченко С. В., Привалов В. Е., Чартий П. В., Шеманин В. Г. Восстановление функции распределения частиц по размерам на основе данных многоволнового лазерного зондирования // Оптический журнал. 2016. Т. 83. № 5. С. 43–49.

Архипов В. А. и др. Модифицированный метод спектральной прозрачности измерения дисперсности аэрозолей // Оптика атмосферы и океана. 2007. № 1. С. 48–52.

Веденин Е. И., Чартий П. В., Шеманин В. Г. Лазерная система предупреждения аварийных выбросов индустриальных аэрозолей в атмосферу // Известия высших учебных заведений. Физика. 2013. Т. 56. № 8/3. С. 278 – 280.

Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986. 644 с.

Published

2021-11-18

How to Cite

Туркин, В. А. ., Сарычев, И. А. ., Чартий, П. В. ., Письменская, Ю. В. ., & Джиоев, Р. И. . (2021). Laser remote monitoring of soot emissions from ship power equipment. Lasers. Measurements. Information, 1(3), 004-015. Retrieved from http://lasers-measurement-information.ru/ojs/index.php/laser/article/view/14

Issue

Section

Laser and optical measurements

Most read articles by the same author(s)