• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.1-7
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• 2009

Ethanol has properties of a lower setting point, higher oxygen contents, lower cetane numbers, and also higher volatility compared to biodiesel. Thus, biodiesel fuel can be improved in the fluidity of and exhaust emissions by blended ethanol fuel. This research aims to understand combustion characteristics of biodiesel-ethanol blending fuel inside a constant volume chamber by obtaining some fundamental data in order to improve combustion atmosphere. To understand the physics of combustion, high speed camera was applied to visualize the development of combustion processes, and combustion pressure and exhaust emission were measured at several blending ratios of ethanol and biodiesel fuel. This information may contribute to improve the performance of biodiesel engine and reduce emissions in future.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.721-726
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• 2016

Alcohols are particularly attractive as alternative fuels because they are a renewable resource. This paper describes the performance and emission characteristics of ethanol and diesel blended fuels in a compression ignition engine. This experimental results showed that ethanol diesel blended fuels decreased the torque and brake mean effective pressure. And experimental results indicated that using ethanol-diesel blended fuel, smoke, CO and HC emissions decreased as a result of the ethanol addition.

• 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.

• 사료
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• 통권22호
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• pp.45-50
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• 2006

최근 고유가 추세가 지속되면서 전세계적으로 곡류나 유지작물에서 생산해내는 바이오 에탄올, 바이오 디젤 등의 사용이 증가하면서 세계 곡물 및 유지작물의 수급이 불안정해지고, 가격 마저 급등하는 추세를 보여주고 있다. 이 같은 추세는 당분간 에너지 문제의 획기적인 대안이 강구되지 않는 한 지속될 전망이어서, 대부분의 곡물이나 유지작물을 외국에서 수입에 의존하고 있는 우리나라의 입장에선 심각한 문제로 대두되고 있다. 따라서 이번 호 에서는 최근 우리나라를 비롯한 세계적인 바이오 연료 사용에 대한 동향과 앞으로의 전망에 대해서 살펴 보고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권6호
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• pp.501-511
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• 2014

바이오매스 원료로부터 급속열분해 반응을 통하여 생산되는 바이오 오일은 화석연료를 대체할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 하지만, 바이오 오일은 에너지 밀도와 세탄가가 낮고 점성도가 높은 연료의 한계성이 있으므로 디젤엔진에 적용하기에는 제한적이다. 따라서, 안정적인 연소를 얻기 위해서는 바이오 오일을 세탄가가 높은 연료와 유화하거나 혼합하여 사용하여야 한다. 하지만 바이오 오일과 화석연료는 극성이 달라서 서로 혼합되지 않으며 가장 손쉽게 혼합되는 연료는 알코올계 연료이다. 본 연구에서는 바이오 오일의 연료특성을 향상시키기 위하여 에탄올 연료와 혼합하였으며, 연료의 자발화 특성을 향상시키기 위하여 세탄가 향상제인 PEG 400, 2-EHN 도 첨가하였다. 또한 최대 15%의 바이오 오일이 혼합된 혼합연료를 디젤엔진에서 안정적으로 연소시키기 위하여 고압축비 피스톤도 적용하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.80-87
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• 2010

The purpose of this paper is to analyze the effects of ethanol blending ratio and fuel temperature in diesel-ethanol blended fuel on the spray-atomization characteristics in a high pressure common-rail injection system. In this work, a diesel fuel and three blended fuels were used as test fuels. Blended fuels were made by blending ethanol with a purity 99.9% to diesel fuel, from 0% to 30%. In order to keep diesel-ethanol blending stability, 5% of biodiesel fuel as volumetric ratio was added into test fuels. The fuel temperature was controled in steps with 40K, from 290K to 370K. Macroscopic spray characteristics were investigated by analyzing the spray tip penetration and spray cone angle through spray images obtained from visualization system. In addition, in order to study microscopic spray characteristics of ethanol blended fuels, the droplet diameter, was analyzed using the droplet measuring system. It is revealed that the spray tip penetration is similar regardless of ethanol blending ratio. As ethanol blending ratio is increased, the spray cone angle becomes wider. It is shown that the spray cone angle is affected by low viscosity and density of ethanol. As the fuel temperature increases, the spray tip penetration and spray cone angle become shorter and narrower respectively. The SMD of ethanol blending fuels is smaller than that of diesel fuel because of low viscosity and surface tension of ethanol.

• 기계저널
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• 제55권7호
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• pp.32-36
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• 2015

최근 화석 연료의 과다 사용에 따른 에너지 자원 고갈 및 환경오염에 대한 우려가 증가함에 따라 비화석연료 기반의 재생가능하고 지속가능하며, 환경친화성이 높은 에너지에 대한 관심이 급증하고 있다. 농산폐기물, 폐목재, 에너지작물, 도시고형폐기물, 미세조류, 거대조류 등 육상 및 해상에서 발생하는 바이오매스는 재생가능한 에너지원으로서 화석원료와는 달리 사용 후 발생하는 이산화탄소를 다시 흡수하는 탄소중립(carbon-nutral)의 특성을 갖고 있어 전세계적으로 많은 주목을 받고 있다. 바이오연료 중 당질계원료를 이용하는 바이오에탄올 및 식물성유지를 이용하는 바이오디젤은 현재 상업적인 생산이 이루어지고 있으나, 이들 1세대 바이오연료는 식량자원과의 경쟁이라는 원천적인 한계를 가지고 있고, 분자구조식에 산소를 포함하고 있기 때문에 기존 화석원료에서 출발하는 가솔린, 항공유 및 디젤과 비교하였을 때 에너지 함량이 낮은 단점이 있다. 따라서 기존 1세대 바이오연료에서 탈피하여, 식량자원과 경쟁이 없으며, 또한 분자구조식에 산소를 적게 포함하거나 아예 포함하지 않는 바이오연료("drop-in" 바이오연료) 생산에 많은 관심이 집중되고 있다. 이 글에서는 최근 그린공정으로 대표되는 초임계 유체를 이용한 "drop-in" 바이오연료를 제조하기 위한 바이오매스 액화의 기술동향을 소개하고자 한다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.82-89
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• 2009

In order to investigate the spray characteristics according to diesel and bioethanol blending with biodiesel fuel, macroscopic spray characteristics were analyzed from the comparison of the effect of the injection pressure, ambient pressure and density on the spray tip penetration and spray cone angle. In addition, spray atomization characteristics were studied with local and overall Sauter mean diameter (SMD) and the contour map of SMD distribution at various injection conditions. It was revealed that the spray tip penetration of biodiesel fuels blended with diesel and ethanol was shorter than that of an undiluted biodiesel fuel at low injection pressure. However, the difference of spray tip penetration among three test fuels reduces at a high injection pressure. Increase of the ambient gas density leads to the decrease of the spray tip penetration of three test fuels. When diesel and ethanol fuels add to an undiluted biodiesel fuel, spray cone angle increases due to the decrease of the fuel density at the same ambient pressure condition. On the other hand, the droplet mean diameter decreases due to the reduction of the kinematic viscosity and surface tension.

• 동력기계공학회지
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• 제12권1호
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• pp.5-12
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• 2008

We measured emission characteristics of CRDI diesel engine equipped with a commercial CPF. Experimental parameters adopted a neat diesel fuel, a blend of diesel fuel with 20% biodiesel, a blend of diesel fuel with 15% biodiesel and 5% ethanol. The experiments were carried out to measure the emission and engine performance according to ESC 13-mode cycles. The maximum torque with biodiesel blend fuel is slightly lower than that of neat diesel fuel in the entire the 13-mode cycles, and 5% ethanol and 15% biodiesel blend fuel is slightly higher than that of neat diesel fuel. THC and CO emissions of the biofuel blended diesel fuel were slightly increased and decreased, and mean conversion efficiencies of THC and CO on the commercial CPF were achieved about 70$\sim$87% in the ESC 13-mode. From the measurement by the Scanning Mobility Particle Sizer(SMPS), the total number and mass of nano-sized particles by a commercial CPF were decreased about 97.8% and 96.8 % in the range of the nano-size from 10.6 to 385nm, respectively.

• 사료
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• 통권62호
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• pp.54-57
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• 2013

차랑 등의 수송연료인 휘발유나 경유에 일정비율을 식물에서 뽑아낸 신재생연료 즉 바이오 연료를 혼합하여 공급하도록 의무화하여 온실가스 배출을 줄이기 위한 신재생연료 혼합의무제도(RFS) 국내 시행방안과 관련한 공청회가 지난 2월 15일 서울교육문화회관에서 지식경제부 주최와 한국석유관리원 주관으로 개최됐다. 정부는 2020년까지 경유나 휘발유에 바이오 디젤 에탄올을 4~5% 섞게 하여 동 기간까지 온실가스 감축목표량 중 8~10%까지 달성한다는 계획을 세워놓고 있다. 하지만 녹색연대 등 민간단체들은 온실가스 감축 효과는 매우 불확실하며 특히 어떤 원료를 쓰느냐에 따라 오히려 기후변화를 악화시킬 수 있다는 주장과 산림훼손, 세계 곡물가 상승, 국내 유가 상승 등 많은 문제점들이 있음을 우려해 강하게 반대를 표명하고 있는 입장이다. 우리 협회에서도 곡물을 이용한 에탄올의 혼합의무가 시행되는 경우 옥수수 등 사료원료가격의 상승으로 가뜩이나 어려운 축산업의 경영상황을 더욱 약화시키게 될 것이 예견되는 바, 동 혼합의무제도의 시행을 적극 반대하는 대 국회 및 정부활동을 전개한 바 있다. 그 결과 지난 4월 17일 국회 지식경제위원회 법률심사소위원회에서는 신재생연료 혼합의무제도의 시행 시기를 2년간 유보하고 혼합의무연료에서 에탄올을 제외시키는 방안을 논의한 바 있어 향후 입법과정에 관심이 모아지고 있다. 이에 따라 본지는 이번 RFS의 국내 시행과 관련하여 어떠한 문제점들이 있는지 관련 업계 종사자의 글을 통해 알아본다.