Karayolu kaynaklı hava kirliliği dağılım modellemesi
Air pollution dispersion modelling from highway
Yazar: AYŞEGÜL FİLİZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ CAN
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Ulaşım = Transportation

Özet:
Bu çalışmada, karayolu kaynaklı (C (CO2), CH4, N2O, NOx, CO, NMVOC) emisyonlar hesaplanarak ve bu emisyonların yarattığı yer seviyesi konsantrasyonları EXCELL tabanlı PUFF dispersiyon modeli kullanılarak üretilmiştir. Modelin en önemli değişkenleri; araç sayısı, araç hızı araç tipi, sıcaklık, rüzgar hızı, rüzgar yönü, basınç, karışım yüksekliği, bulutluluk ve nem, alan çalışması ve taşınabilir meteorolojik ölçüm istasyon aracılığı ile derlenmiştir. Çalışma sonucunda, araç hızı, kullanılan yakıt ve emisyon arasındaki denklikler istatistiksel olarak yüksek ve kabul edilebilir bir seviyede oluşturularak, model için girdi olarak tanımlanmıştır. Yol rakımı ve mesafesine bağlı kalarak minimum hız, maksimum hız ve ortalama hızlar için emisyonlar ve emisyonlara göre yer seviyesi konsantrasyonları hesaplanmıştır. Karabük il merkezi ile Safranbolu ilçesini birbirine bağlayan otoyollar için günlük toplam CO2 eşdeğeri emisyon miktarı 42.79 ton olarak hesaplanmıştır. Genel sonuçlar incelendiğinde bir aracın ilk çalışma anında fazla yakıt harcadığı, 50 km/s hıza gelene kadar ise yakıt tüketimi harcamasının düştüğü, 50-90 km/s aralığında sabit devam ettiği ve hatta 90 km/s den sonra hız arttıkça yakıt tüketiminin de arttığı gözlemlenmiştir.
Benzinli bir araç, model çıktılarına göre en çok 0.003 C kg/m3/gün lük bir konsantarasyon yaratmaktadır. Toplam benzinli araçlar 24 saat sonunda atmosfer durumu değerleri ortalama değerler alınarak hesaplandığında en yüksek C konsantrasyonu 13.85 kg/m3/gün'dür. Bunun anlamı yer seviyesi konsantrasyonunun 50 kg/m3 CO2 konsantrasyon olarak görülebileceğidir. Bu değer dizel ve LPG'li araçlar için sırasıyla 130.74 kg/m3 ve 72.2 kg/m3 olarak elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, road transport emissions (C (CO2), CH4, N2O, NOx, CO, NMVOC) are calculated and ground level concentrations generated by these emissions are produced by using EXCELL base PUFF dispersion model. The most important variables; number of vehicles, vehicle speed, vehicle type, temperature, wind speed, wind direction, pressure, mixing height, cloudiness and humidity were gathered by field survey and portable meteorological measurement station. As a result of this study, the equation of relations between vehicle speed, fuel type and emission were created statistically at high and acceptable level and equations are defined as input for the model. Emissions of minimum speeds, maximum speeds and average speeds depending on road altitude and distance, and ground level concentrations based on these emissions, were calculated. Total CO2 equivalent emission was calculated as 42.79 tons per day for the roadway connecting between Karabük province center and Safranbolu district. As the general results are examined, it is observed that a vehicle consumes more fuel during the first run. Then fuel consumption decreases until a speed of 50 km/h, it remains constant in the range of 50-90 km/h and the fuel consumption increases as the speed increases even more than 90 km/h.
A gasoline vehicle, according to the model outputs, produces the highest concentration with a value of 0.003 C kg/m3/day. The highest C concentration of total gasoline vehicles on the same road is 13.85 kg/m3/day due to average atmospheric values. It means that the ground level concentration can be seen up to 50 kg/m3 CO2 concentration. This value was obtained as 130.74 kg/m3 and 72.2 kg/m3 for diesel and LPG vehicles, respectively.