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Effect of Aerosol Precursors from Gas Turbine Engines on the Volatile Sulfate Aerosols and Ion Clusters Formation in Aircraft Plumes

Starik, A. M. und Savel'ev, A.M. und Titiva, B.N.S. und Loukhovitskaya, C.E.E. und Schumann, U. (2004) Effect of Aerosol Precursors from Gas Turbine Engines on the Volatile Sulfate Aerosols and Ion Clusters Formation in Aircraft Plumes. Physical Chemistry Chemical Physics, 6, Seiten 3426-3436. doi: 10.1039/b314038e.

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Offizielle URL: http://www.rsc.org/publishing/journals/CP/About.asp

Kurzfassung

A comprehensive analysis of the influence of sulfate aerosol precursor gases and chemi-ions generation in the internal flow of a jet engine (gas turbine engine) on sulfate volatile aerosols and ion cluster formation in an aircraft plume is presented. The evolution of the aerosol size distribution and the chemical composition change is simulated using a previously developed quasi one-dimensional flow field model with coupled gas phase kinetics, aerosol nucleation, condensation, and coagulation processes. An increased abundance of the aerosol precursors SO<sub>3</sub>, HSO<sub>3</sub>, and H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> at the nozzle exit leads to an increased number of larger volatile aerosol particles, with diameter › 5 and 9 nm, than previously measured in aircraft exhaust plumes. Most of the gaseous H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> gets converted to liquid aerosol particles within about 1 s. The generation of HSO<sub>4</sub><sup>-</sup>, NO<sub>3</sub><sup>-</sup>, NO<sup>+</sup>, and H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> ions in the combustor results in the formation of charged clusters, mostly HSO<sub>4</sub><sup>-</sup>(H<sub>2</sub> SO<sub>4</sub>)<sub>m</sub>, NO<sub>3</sub><sup>-</sup>(HNO<sub>3</sub>)(H<sub>2</sub>O), HSO<sub>4</sub><sup>-</sup>(HNO<sub>3</sub>)<sub>n</sub>, H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>(H<sub>2</sub>O)<sub>m</sub>, H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>(CH<sub>2</sub>O)(H<sub>2</sub>O)<sub>n</sub> in the near field plume (first few hundred meters). For typical cruise conditions of a B-747 aircraft the calculated values of ion cluster concentration at the distance from nozzle exit L ‹ 40 m are around 3 x 10<sup>5</sup>–3 x 10<sup>6</sup> cm<sup>-3</sup> for fuel sulfur content (FSC ≥ 0.04%) and only 7 x 10<sup>4</sup> cm<sup>-3</sup> for free sulfur fuel (FSC = 0%)

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/10185/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:LIDO-Berichtsjahr=2004,
Titel:Effect of Aerosol Precursors from Gas Turbine Engines on the Volatile Sulfate Aerosols and Ion Clusters Formation in Aircraft Plumes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Starik, A. M.Scientific Research Center, Moscow, RNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Savel'ev, A.M.Scientific Research Center, Moscow, RNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Titiva, B.N.S.Scientific Research Center, Moscow, RNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Loukhovitskaya, C.E.E.Scientific Research Center, Moscow, RNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schumann, U.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2004
Erschienen in:Physical Chemistry Chemical Physics
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:6
DOI:10.1039/b314038e
Seitenbereich:Seiten 3426-3436
Status:veröffentlicht
Stichwörter:aerosol particles, traffic emissions, climate change
HGF - Forschungsbereich:Verkehr und Weltraum (alt)
HGF - Programm:Weltraum (alt)
HGF - Programmthema:W EO - Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Weltraum
DLR - Forschungsgebiet:W EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):W - Vorhaben Atmosphären- und Klimaforschung (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre
Hinterlegt von: Löb, Ute
Hinterlegt am:23 Jan 2008
Letzte Änderung:31 Jul 2019 19:14

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