• 한국분무공학회지
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• 제16권3호
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• pp.146-151
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• 2011

LPG(Liquified Petroleum Gas) fuel for vehicles has lots of advantages such as low emission level, cheaper fuel cost and enough infrastructure. Therefore it arouses interest as an alternative engine to reduce emission of diesel engines. Especially MPI(Multi Point Injection) type LPLi(Liquid Phase LPG injection) system could have overcome the disadvantages of mixer types such as low engine performance, decreased charging efficiency and cold starting difficulty. However ice formation on the nozzle tip and intake port due to the freezing of moisture around the components is often observed in LPLi systems. This icing phenomenon is the direct cause of unstable engine combustion, resulting in engine emissions. Therefore in this research, a spray visualization test for LPG injection was carried out to obtain the basic information of an LPLi injector, then the effects of butane and propane mixing rates on ice formation at the intake port and nozzle tip was investigated. As a result, the icing characteristics of them showed contrary results according to the mixing rates.

• 한국안전학회지
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• 제15권3호
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• pp.30-39
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• 2000

The present paper deals with the numerical simulation for the spray characteristics with swirling turbulent flows and dilution flows from swirl injectors in a simplified can type of gas turbine combustor. The main objective is to investigate the characteristics of swirling turbulent flows with dilution flows and to provide the qualitative results for the spray characteristics such as the droplet distribution and Sauter Mean Diameter(SMD). The gas-phase equations based on Eulerian approach were discretized by Finite Volume Method, together with SIMPLE algorithm and the Reynolds -Stress-Model. The liquid-phase equations based on Lagrangian method were used to predict the droplet behavior. The results of preliminary test are generally in good agreement with experimental data, and show that the anisotropy exists in the primary zone due to swirl velocity and injected air from primary injector, and then gradually decays due to turbulent mixing and consequently near-isotropy occurs in the region between primary and dilution zones. For the spray characteristics, it is indicated that the swirling flows of primary jet region increase the droplet atomization. In addition, it is showed that the swirling flows at the inlet region lead the air-fuel mixture to be distributed near the igniter and can significantly affect the spray behavior in the primary jet region.

• 한국분무공학회지
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• 제24권3호
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• pp.105-113
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• 2019

In this paper, a study of Urea-SCR System for Dosing Injector for responding to enhanced environmental regulations has been conducted. There is a limit to the experimental approach due to the structural characteristics of the injector. In order to overcome this problem, The analysis was performed assuming unsteady turbulent flow through computational fluid analysis and the internal flow characteristics of the injector were analyzed. By changing the nozzle shape of the injector, the performance factors of the swirl injector by shape were selected and compared. The design parameters were modified by changing the diameter of the nozzle at a constant ratio compared to the base model. Swirl coefficient, outlet mass flow, and sac volume were selected as performance parameters of the injector. The Conv. model to which the taper was applied showed the dominance in mass flow rate, discharge coefficient and swirl because of the smooth fluid flow by shape. Swirl coefficient, outlet mass flow, and sac volume were selected as performance parameters of the injector. As a result of the comparison coefficient derivation with those performance parameters for comparing the performance of the model-specific injector, the Conv-140 model with the nozzle diameter expanded by 140% showed the best value of the comparison coefficient.

• 대한환경공학회지
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• 제37권8호
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• pp.492-497
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• 2015

휘발성 유기화합물인 VOCs (Volatile Organic Compounds)는 주로 도색 공정이나 유기용제를 사용하는 업체나 세탁소 등에서 발생된다. 이는 다양한 형태의 탄화수소로 구성되어 있으며 대기 중에 방출되어 희석되므로 그 농도가 낮아 발열량이 크지 않기 때문에 일반 연소기로는 직접 소각처리가 어렵다. 본 연구에서는 이와 같이 저열량 가스인 VOC를 처리하기 위해 새로운 형태의 플라즈마-덤프 연소기를 제안하였다. 이 연소기는 플라즈마 버너와 덤프 연소기 그리고 3D 매트릭스 버너의 특성이 조합된 형태로 이루어졌다. 따라서 본 연소기는 안정적인 화염형성과 VOC 분해에 필요한 충분한 분해온도와 체류시간을 확보할 수 있는 구조로 되어있다. 플라즈마-덤프 연소기의 성능특성을 규명하기 위해 모사 VOC를 톨루엔으로 하여 VOC 공급량과 농도 그리고 VOC 인젝터 위치 등에 대해 실험을 수행하였다. VOC 인젝터 위치를 바깥쪽으로 하여 톨루엔의 농도가 3,000 ppm인 VOC를 450 L/min 공급한 경우 VOC 분해효율이 89.64%이고 에너지 효율은 1.227 kg/kWh으로 기존의 연소기에 비해 우수한 성능을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.498-503
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• 2012

엔진 회전속도가 1,500rpm 이상 일 때 차량의 가속 페달을 놓은 경우 인젝터 연료분사가 중지된다. 이것을 연료차단(fuel-cut) 기능이라 부르고, 현대의 대부분의 차량들은 이 기능을 장착하고 있다. 이 기능은 많은 경우 고속도로의 내리막 구간에서 작동된다. 이렇게 연료차단이 발생하는 경우 차량의 $CO_2$ 배출 가스는 '0'이 된다. 서해안 고속도로에서 이 연료 차단 기능을 사용하면 2,000cc 승용차의 $CO_2$ 배출량은 4% 감소한다. 그리고 내리막 구간의 경우 가장 효율적인 운전 패턴을 찾기 위하여 연료차단 기능을 AVL사의 CRUISE 소프트웨어로 시뮬레이션 하였다. 연비향상을 위해서 급격한 내리막 구간일 경우 연료 차단을 위한 차량의 하한 속도를 높게 유지해야 한다는 것을 CRUISE 소프트웨어 시뮬레이션으로 알 수 있었다. 또한 가장 우수한 연비 성능은 내리막 구간 내에서 연료차단과 재가속이 완료되어야 함을 알 수 있었다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2008년도 춘계학술 발표회
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• pp.199-205
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• 2008

본 연구는 정상 상태의 유동에서 Rayleigh 산란을 이용하여 연료의 농도를 측정하는 방법에 대해 것이다. 실험 장치는 연료의 농도 변화를 시간적, 공간적으로 측정함과 동시에 정확한 농도 측정을 위한 보정도 가능하도록 구성하였다. 실험 장치를 우선 보정 용기에 적용하여 프로판, 부탄, 아세틸렌, 프레온 가스의 산란단면적을 구하였다. 이후 내연기관을 상사한 실린더 헤드, 인젝터, 흡기매니폴드, 투명 실린더로 구성된 정상유동 장치를 구성하여 분사된 연료의 시간적, 공간적 농도 변화를 측정하였다. Mie산란의 간섭을 제거하기 위하여, 산란 신호의 상승 기간과 증배관-앰프의 시정수에 바탕을 둔 소프트웨어 필터를 개발하여 적용하였다. 실험 결과 LRS는 연료 농도 계측에 매우 유용하게 이용될 수 있고 소트프웨어 필터는 Mie 간섭을 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.219-225
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• 2018

This study was carried out to investigate the injection characteristics of 800 kPa compressed natural gas compressed natural gas (CNG) injector developed in Korea. The CNG injector with multi-holes, employed in this experiment, was designed to inject CNG in the manifold at high pressure of 800 kPa. The spray macroscopic visualization test was carried out via Schlieren photography to study fuel-air mixing process. The fundamental spray characteristics, such as spray penetration, spray cone angle and spray velocity, were evaluated in the constant volume combustion chamber (CVCC) with varying the constant back pressure in CVCC from 0 to 1.8 bar. For the safety reason, nitrogen ($N_2$) and an acetone tracer were utilized as a surrogate gas fuel instead of CNG. The surrogate gas fuel pressures were controlled at 3, 5.5, and 8 bar, respectively. Injection durations were set at 5 ms throughout the experiment. The simulating events of the low engine speed were arranged at 1,000 rpm. The spray images were recorded by using a high-speed camera with a frame rate of 10,000 f/s at $512{\times}256pixels$. The spray characteristics were analyzed by using the image processing (Matlab). The results showed the significant difference that higher injection pressure had more effect on the spray shape than the lower injection pressure. When the injection pressure was increased, the longer spray penetration occurred. Moreover, the linear relation between speed and time are dependent on the injection pressure as well.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.4729-4735
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• 2014

적극적인 환경보호를 위해 그동안 상대적으로 소홀하였던 오프로드 엔진에 대한 배기가스 배출 규제가 강화되고 있다. 본 연구에서는 NOx와 PM 배출물 특성을 고려하여 오프로드 디젤 엔진의 강건 설계를 수행하였다. 이를 위하여 실험계획법에 따라 배출물 NOx와 PM의 측정 실험을 수행하고 다구찌 기법으로 망소 SN 비를 산출하고 분산 분석을 수행하였다. NOx와 PM 배출량에 영향을 미치는 제어 인잘로 인젝터 홀 수, 연료 분사 시기, EGR 율을 선택하였으며 각 제어 인자에 대하여 2 또는 3 수준을 고려하여 직교 배열표를 작성하였고, 이에 근거하여 실험을 수행하였다. 망소 SN 비를 산출하고 델타 통계량을 계산하였다. 저부하 운전 조건에서는 분사 시기가 NOx 배출량에 가장 큰 영향을 미치며, EGR 율이 PM 배출량에 가장 큰 영향을 미치는 결과를 얻었다. 제어 인자들에 대한 신뢰수준은 90% 이상이었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.375-379
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• 2008

본 연구에서는 과산화수소 분해 반응을 이용하여 세계 최초로 10뉴턴 급의 추진력을 갖는 액체 추진 소형 모델 로켓을 제작하고 발사 시험을 하였다. 일련의 설계를 통해 인젝터에 지름 200${\mu}m$의 오리피스를 7개 만들었고, 목의 지름이 2.5mm 이고 면적비가 2.56인 노즐을 제작하였다. 촉매로 백금을 코팅한 아이솔라이트(Isolite)를 사용하였다. 90wt% 과산화수소를 질소 가스를 통해 20bar로 가압하여 촉매 베드의 길이와 베드에 올린 백금의 적재량을 변수로 하여 추력 실험을 행하였다. 그 결과, 5wt%의 백금을 4cm의 베드에 올렸을 때 가장 높은 $c^*$ 효율과 추력 안전성을 보여주었다. 경량화를 위해 로켓의 몸체는 알루미늄으로 만들었으며, 제작한 로켓에서는 솔레노이드 벨브를 통해 유량을 조절하였다. 발사 시험을 행한 결과 비교적 일정한 속도로 10m 가량을 올라갔다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권6호
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• pp.1-9
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• 2020

케로신/액체산소를 추진제로 하는 직사각형 2열 오리피스를 갖는 1.5톤급 액체-액체 핀틀 분사기를 설계 및 제작하여 액체로켓엔진의 실운용 조건인 초임계 상태에서 핀틀 분사기의 연소성능 및 연소 안정성 검증 연소시험을 수행하였다. 연소시험결과 연소실 내부의 고혼합비 재순환 영역에서 생성되는 고온의 연소가스에 핀틀 팁이 손상되었다. 핀틀 팁으로 전달되는 열유속 또는 하중에 대한 냉각 성능을 증가시키기 위해 핀틀 분사기 내부에 인서트 노즐을 설치하였다. 연소시험 결과 인서트 노즐의 설치, AR 및 BF가 핀틀 팁 냉각 성능에 큰 영향을 주는 인자로 확인되었다.