• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.76-84
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• 2010

The aim of this study is to analyze the effect of the ethanol blending in diesel-ethanol blended fuels on the spray and combustion characteristics in a common-rail four-cylinder diesel engine. For the analysis of the spray characteristics, the spray images were obtained using a high speed camera with metal-halide lamps. From these spray images, the macroscopic spray characteristics such as the spray tip penetration and spray cone angle were investigated. Also, the combustion characteristics including the combustion pressure and the rate of heat release were studied with the analysis of the exhaust emissions in diesel-ethanol blended fuel driven diesel engine. It can be confirmed from the experiment on spray characteristics of diesel-ethanol blended fuels that the increased ethanol blending ratio induced the decrease of the spray tip penetration after the end of the injection. The spray cone angle slightly increased by the blending of ethanol fuel. In the experiment on atomization characteristics, the ethanol blending caused the improvement of the diesel atomization performance. On the other hand, at the same engine load condition, the increase of the ethanol blending ratio lead to lengthen the ignition delays, and to decrease the peak combustion pressure and the rate of heat release. Totally, the combustion and emission characteristics of ULSD and DE10 showed similar characteristics. However, in the case of DE20, CO and HC rapidly increased, and $NO_x$ decreased. It can be believed that 20% ethanol disturbed the combustion of diesel-ethanol blended fuel due to the low cetane number and evaporation.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.78-83
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• 2007

석유류 중에서도 차량, 선박, 보일러 등에 많이 사용되고 있는 디젤유는 휘발유나 등유보다도 연소시에 발열량이 높기 때문에, 화재 발생시에 큰 피해를 초래한다. 따라서 본 연구는 시중에 판매중인 디젤유을 이용하여 액면화재 실험을 하였으며, 연소시에 화염의 내부온도와 화염으로부터 발생되는 복사열에 대해서 측정하였다. 디젤유의 순간 최대화염온도는 $900^{\circ}C$ 이상되는 것으로 나타났으며, 평균 최대화염온도는 $800^{\circ}C$ 이상으로 나타났다. 또한 최대화염온도는 가연성 액체의 표면으로부터 5 H/D에서 나타났으며, 이 거리 보다 멀어질 수로 화염의 온도는 낮아졌다. 복사열의 경우 저장용기의 크기와 시료의 량에 따라서 크게 달라지는 것을 알 수 있었으며, 실험 용기의 크기가 0.5 m이고, 시료량이 13 mm와 20 mm에서는 각각 92.29 kW와 117.43 kW로 나타났으며, 크기가 1.0 m의 용기에서는 각각 364.35 kW와 405.88 kW로 나타났다.

• 과학과기술
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• 제29권6호통권325호
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• pp.86-87
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• 1996

인하대의 채재우교수가 이끄는 연소공학연구실은 환경문제와 관련한 청정기술을 집중개발하는 연구실로 러시아 과학자 7명을 비롯해 총 28명의 연구원이 밤과 낮을 가리지 않고 연구에 열중하고 있다. 올해 열리는 한국산업기술대전에 개인연구팀으로는 이례적으로 디젤자동차, 봉고 등의 연료분사기를 임의로 조절해 매연을 막는 '전자분사장치'를 출품하기 위해 준비에 바쁘게 움직이고 있다.

• 동력기계공학회지
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• 제13권3호
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• pp.20-26
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• 2009

디젤기관에서 배출되는 유해배출성분인 NOx(Nitrogen oxides)와 PM(Particulate matter)은 기관 실린더내의 혼합기 분포에 의해 그 생성이 지배된다. 이 때문에 그 유해배출물들을 저감하기 위해서는 연소의 전단계인 혼합기 분포 및 그 생성과정의 해석은 매우 중요하다. 디젤기관에서 노즐로부터 분사된 연료는 주위기체와 혼합기를 형성하는 과정에서 액체에서 기체로 상변화를 동반한다. 따라서 분무의 혼합기형성과정을 해석하기 위해서는 액상과 기상을 동시에 분리하여 계측하는 것이 필요하다. 그러므로 본 연구에서는 디젤분무를 대상으로 Melton 등이 제안한 엑시플렉스(Exciplex) 형광법을 이용하여, 분무의 액상과 기상을 동시에 2차원분리해서 가시화촬영을 행하였다. 그 엑시플렉스 형광법을 이용하여 획득한 이미지에 화상 응용해석을 실시하여 비정상증발디젤분무의 혼합기형성과정에 대한 정보를 얻고자 하였다. 엑시플렉스 형광법을 이용해서 증발분무의 거동측성을 해석한 결과 프랙틸해석을 이용한 분무 흐트러짐(Disturbance)의 평가에서 플랙틸차원은 분사압력의 변화에 관계없이 하나의 값, 약 1.1로 정리 할 수 있고, 그 결과 각 분사압력에 대한 분무 기상외곽곡선(외주)은 거의 동일한 정도의 요철형상을 갖는다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권2호
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• pp.243-249
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• 2010

디젤기관에 있어서 PM과 NO의 동시저감을 위한 에멀전연료의 적용은 급속도로 발전되어져왔다. 하지만, C중유 에멀젼연료의 연소계측 해석은 다른 연료에 비하여 복잡한 연소형태 때문에 어려움이 많다. 본 연구에서는 높은 압력과 온도의 정적연소실에서 에멀젼 C중유를 분사 연소시켜, 연소해석에 대한 실질적인 근거를 제시한다.

• 한국가스학회지
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• 제24권6호
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• pp.1-10
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• 2020

반응성 조정 압축착화 (Reactivity Controlled Compression Ignition, RCCI) 연소는 착화원인 디젤 연료를 압축 행정 중 이른 시점에 미리 분사하여, 공기와 미리 섞여 들어온 천연가스 연료뿐만 아니라 디젤 연료 자체도 미리 연소 전에 공기와 혼합하여 착화를 이루는 전체 예혼합 혼소(Dual-fuel combustion) 방식의 일종이다. 따라서 기존의 혼소 방식 중에서도 RCCI 연소는 질소산화물(Nitrogen Oxides, NOx) 및 매연(Smoke)을 획기적으로 줄일 수 있고, 또한 높은 열효율을 유지할 수 있는 장점을 지니고 있다. 특히 연소 중 NOx의 발생은 연소 온도와 국부적인 당량비에 관계된 상황에서 당량비를 낮추기 위해 예혼합율을 높이는 시도뿐만 아니라, 연소 온도 감소를 위한 배기재순환(Exhuast Gas Recirculation, EGR)을 적용하는 것이 효과적이다. 그러나 배기재순환은 대개의 경우 터보차저의 압축기 전단에서 추출하는 HP-EGR(High Pressure-EGR) 방식을 적용하는 경우가 많으므로, EGR율을 높일 경우 터빈으로 공급되는 배기의 양이 줄어 배기 엔탈피 감소로 인해 과급이 줄어드는 악영향을 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 서로 다른 두 운전조건에서 천연가스-디젤 RCCI 연소를 시행할 때, EGR율 변화에 따른 엔진 시스템의 제동 출력 및 열효율의 변화에 대하여 실험적으로 분석하였다. 실험 조건은 1,200 rpm/29 kW 수준의 조건과 1,800 rpm/90 kW 이하 조건에서 수행하였으며 NOx와 smoke의 배출조건은 Tier-4 final 배기규제를 기준으로 삼았으며 엔진의 내구성을 고려하여 최고 연소압력은 160 bar를 넘지 않게 제어하였다. 그 결과 1,200 rpm/29 kW 조건에서는 EGR율을 4에서 30 %로 높이더라도 출력 및 열효율의 변화는 미미하였으나, 1,800 rpm 조건에서는 EGR율을 4에서 28 %로 증가할 경우 최대 과급 압력이 2.3에서 1.8 bar로, 최고 출력은 90에서 65 kW로, 열효율은 37에서 33 %로 감소함을 알 수 있었다. 따라서 효과적인 EGR공급을 위해서는 현재 압축기 전단에서 추출하는 EGR을 후단에서 추출하는 LP-EGR (Low Pressure EGR) 시스템이 효과적일 수 있음을 시사한다.

• 오토저널
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• 제17권5호
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• pp.1-8
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• 1995

전산유체 해법의 내연기관 3차원 해석에 대한 최근 연구 동향에 대해 소개하였다. 난류유동 해석은 아직 정확성과 신뢰도 면에서 많은 연구가 필요하지만 현재의 상태에서도 직관, 경험, 실험 측정에 의해 파악하기 어렵거나 많은 비용과 시간이 요구되는 부분을 보완해 줄 수 있는 도구로서 인정받고 있다. 연소해석 부분은 현상 자체가 유동, 연소, 분무, 열전달등이 복합적으로 작용하는 어려운 문제로서 공학계산의 가장 첨단 분야 중의 하나라 할 수 있다. 현재 관련 모델로서 스파크 점화기관의 점화 및 화염전파, 배기가스 생성 과정과 디젤기관의 압축착화, 예혼합 및 확산 연소, 매연 등의 생성과정에 대한 모델 개발과 검증이 활발히 이루어지고 있다. 일부 발표된 논문 결과들은 이와 같은 방법이 엔진의 주요 연소 특성을 재현하는데에 성공적으로 활용될 수 있음을 보여주고 있다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.155-164
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• 1996

Dual-fuel engines are being researched with emphasis on the possible types of natural gas supply systems. Hence, a three-dimensional combustion model by using finite volume method was developed to provide a fundamental understanding of the auto-ignition of pilot distillate and subsequent burning of natural gas, when the natural gas as well as the distillate was directly injected into a quiescent diesel engine like combustion bomb tests and the numerical results were investigated for the mixed combustion phenomena. With high-pressure natural gas injection, it was found that the gaseous fuel injection characteristics had to be well harmonised with that of the pilot distillate. For better combustion efficiency, however, further researches are required for the optimisation of injection system in the existence of air motion.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제26권4호
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• pp.457-463
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• 2002

The closed cycle diesel engine is used in a closed circuit system which has no air breathing. The working fluid as intake mixture are consisted of oxygen, argon and recirculated exhaust gas in order to obtain underwater or underground power sources. In the present study, the high pressure diesel engine which can be operated by the closed cycle system with high intake pressure for increasing the net power rate is designed. It has been carried out to investigate the combustion characteristics of high pressure diesel engine according to the power rate. The maximum cylinder pressure and heat release rate were investigated. Also, major experimental data such as specific fuel consumption rate, oxygen concentrations, fuel conversion efficiency, polytropic exponent, and IMEP were compared with low pressure diesel engine experimental data.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제25권6호
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• pp.1244-1249
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• 2001

The characteristics of engine performance with fuel injection system in D.I. diesel engine were studied in this paper A fuel injection system has an important role in the performance and emission gas in a diesel engine. In this paper, an experimental study has been performed to verify the effect of the performance and the emission gas with the factors such as diameters of an injection nozz1e hole, diameters of an injection pipe and injection timing in the fuel injection system. The authors have obtained the results that optimizing the factors of fuel injection system is siginificant to enhance the performance of the engine system and consumption ratio of fuel, smoke, and NOx.