• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.171-171
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• 2011

헬륨냉동계통은 연구용 원자로인 하나로에서 냉중성자를 생산할 수 있도록 설치된 수조내기기 내의 감속재인 수소가 정상적으로 열 사이펀을 유지하기 위한 주요 계통이다. 헬륨냉동계통은 헬륨가스를 압축하는 헬륨 압축부분과 헬륨가스를 팽창시켜 저온을 생성시키는 헬륨 팽창부분으로 나누어진다. 헬륨 압축부분은 두 개의 스크류가 맞물려 회전하면서 약 1.05 bar(a)의 헬륨가스를 최대 13 bar(a)까지 압축시키는 압축기가 있으며, 헬륨 팽창부분인 냉동박스의 팽창 터빈은 self-acting gas bearing에 의해 구동되며, 저온모드 운전 시작시 헬륨 압축부분에서 일부의 가스는 팽창 터빈 축(shaft)으로 유입되어 회전속도가 서서히 증가하면서 고속으로 회전하여 극저온의 헬륨가스(14~18 K)를 생성하는 주요 기기이다. 헬륨을 팽창하는 부분인 냉동박스 내로 헬륨 압축가스를 유입하기 전에 압축된 헬륨가스 내 불순물의 순도를 분석하여 냉동박스의 주요 부품인 팽창터빈의 운전에 영향을 미치지 않는 것이 가장 중요하다. 따라서 헬륨 저압측에 헬륨가스 내 불순물 즉, 수소($H_2$), 수분($H_2O$), 질소($N_2$), 탄화수소류(CxHy) 및 오일(Oilaerosol) 등의 함량을 분석하기위해 가스 분석기가 설치되어 있으며, 냉동박스 내로 유입되기 전에 헬륨압축에서 순환되는 가스 내 불순물인 수분, 질소, 탄화수소류 및 오일은 10 vpm 이하이어야 하며, 수소 함량은 0.1 % 이내이어야 한다. 헬륨 압축부분에서 순환되는 가스의 불순물이 요구 조건에 만족하도록 헬륨 고압측과 헬륨 저압측에 cryogenic adsorber를 설치하여 가스 내 불순물을 제거하는 가스순도제어 작업을 수행해야 한다. cryogenic adsorber를 사용하기 위해서는 장치 내의 불순 가스를 공정진공도(1.33 X $10^{-3}$ mbar) 이하로 진공배기하는 작업이 매우 중요하다. 이는 계통의 헬륨가스가 오염되지 않도록 하는 것으로 cryogenic adsorber 내에는 액체질소를 충전하여 액체질소 온도에 노출된 활성탄층을 헬륨가스가 흐르면서 수분, 질소, 탄화수소류 및 오일 등이 제거된다. 이 논문에서는 헬륨냉동계통의 가스 순도 제어 작업을 통해 헬륨가스의 순도가 요구조건 이하로 만족하며, 팽창 터빈의 운전에 영향을 미치지 않음을 기술하고자 한다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.79-86
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• 2003

In this paper, the effect of oxygen component in fuel on the exhaust emissions has been investigated fur direct injection diesel engine. It was tested to estimate change of engine performance and exhaust emission characteristics for the commercial diesel fuel and oxygenated blended fuel which has seven kinds of mixed ratio. And, the effects of exhaust gas recirculation(EGR) on the characteristics of NOx emission have been investigated. Ethylene glycol mono-n-butyl ether(EGBE) contains oxygen component 27% in itself, and it is a kind of effective oxygenated fuel of mono-ether group that the smoke emission and unburned hydrocarbons of EGBE is reduced remarkably compared with commercial diesel fuel, that is, it can supply oxygen component sufficiently at higher loads and speeds in diesel engine. It was found that simultaneous reduction of smoke and NOx was achieved with oxygenated fuel and cooled EGR method.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2001년도 제22회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.187-192
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• 2001

A homogeneous premixed charge compression ignition engine is experimentally investigated for the reduction of exhaust emissions in diesel engines. In this study, the premixed fuel is injected into the intake manifold to form homogeneous pre-mixture in the combustion chamber and then this pre-mixture is ignited by small amount of diesel fuel directly injected into the cylinder. In the premixed charge compression ignition engine, NOx and smoke concentration of the exhaust emissions were reduced simultaneously as compared with the conventional diesel engine. But HC and CO emissions were increased with the increase of premixed ratio. The combustion characteristics of premixed charged diesel engine such as the power output, the rate of heat release, and the other characteristics are discussed.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.66-72
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• 2002

A premixed charge compression ignition engine is experimentally investigated for the reduction of NOx and smoke emissions from diesel engines. In this study, the premixed fuel is injected into the intake manifold to form homogeneous pre-mixture in the combustion chamber and then this pre-mixture is ignited by small amount of diesel fuel directly injected into the cylinder. In the premixed charge compression ignition engine, NOx and smoke concentrations of the exhaust emissions were reduced simultaneously as compared with the conventional diesel engine. But HC emission was increased with the increase of premixed ratio. Also, when EGR system was applied to the PCCI diesel engine, the effect of EGR rate on the combustion characteristics and the exhaust gas emissions was discussed.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.80-86
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• 2002

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 nozzle hole, diameters of an injection pipe, and injection timing in the fuel injection system. We have obtained the results that the fuel consumption ratio is reduced and NOx concentration is increased as the smaller diameter of injection nozz1e hole, the smaller diameter of injection pipe, and more advanced injection timing. They show that optimizing the factors of fuel injection system is significant to enhance the performance of the engine system and consumption ratio of fuel, smoke, and NOx.

• 에너지공학
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• 제20권4호
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• pp.338-345
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• 2011

희박예혼합 가스터빈 연소기에 적용되는 스월 유동은 연소효율증가와 배기가스저감을 목적으로 적용된 것로 연소기 내 유동장의 전단층생성에 의한 재순환영역이 생성되게 한다. 이러한 재순환영역은 연소가스 재순환에 의한 화염온도와 화염길이를 낮추는 효과를 가지고 있다. 또한 희박연소에서 연소불안정성 억제효과도 있다. 본 연구에서는 모형가스터빈연소기에서 스월러를 이용하여 스월유동을 유도하고, 연소기 노즐에서 평균속도가 일정 할 때의 스월수 증가에 따른 유동장의 속도분포 특성을 분석하였으며 이때 PIV 계측 실험과 난류통계기법을 이용하여 난류인자들을 도출하였다. 스월수의 증가는 연소기 내부 유동장의 형태가 바뀌게 되고, 재순환영역의 위치가 연소기 노즐방향으로 이동하게 되어 화염길이를 줄여 주며, 난류강도와 난류길이 스케일이 감소하게 되어 에디의 크기가 작아짐을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권6호
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• pp.70-75
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• 2016

스월러는 가스터빈 연소기내에 재순환영역을 형성시켜 보염역활을 수행하는 기구로 스월러에 의해 형성된 유동패턴은 연소실내 화염의 분포, 연소 효율, 배기가스등의 연소기 성능을 크게 좌우한다. 본 연구에서는 counter-rotating 스월러에 대해 입자영상유속계(Particle Image Velocimetry)를 이용하여 바깥쪽 스월러와 안쪽 스월러의 유량비가 다른 2종의 스월러 대한 스월러 양단 압력 차 변화 및 플레어 길이비에 따라 변화하는 모델 챔버내의 유동형태를 실험적으로 고찰하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제14권3호
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• pp.13-18
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• 2010

HCCI engines fueled DME and natural gas have been studied on single-cylinder engine due to availability of reducing on $NO_X$ and PM simultaneously without deteriorating into high thermal efficiency, and thus it is clarified that higher maximum engine load is achieved as DME equivalence is smaller. In this study, combustion tests were accomplished on multi-cylinder engine for practical use of it. When minimum DME equivalence achieved maximum engine load on single-cylinder engine was applied to 4-cylinders engine, there was in unstable running condition that engine revolution fluctuated greatly and cyclically. It is the reason what misfire occurred intermittently with one the same as minimum DME equivalence on single-cylinder due to increase in energy for ignition at No. 1 cylinder with lower cylinder liner temperature. Maximum engine load was achieved by adopting EGR, though it decreased because of knocking at smaller engine load than single-cylinder due to increase in minimum DME equivalence.

• 한국가스학회지
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• 제17권6호
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• pp.27-32
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• 2013

바이오가스, 매립가스와 같은 신재생 가스 연료는 Biomass, 유기성 폐기물 등으로부터 얻을 수 있기 때문에 대기 중의 이산화탄소를 증가시키지 않고 재순환시키는 탄소중립적인 특성이 있어 지구온난화에 대응할 수 있는 장점이 있다. 따라서 다량의 불활성가스로 인한 저발열량, 원료 및 공정에 따른 연료조성 변화 등의 단점에도 불구하고 이를 엔진에 적용하여 에너지를 생산하고자 하는 노력이 계속되어왔다. 이중에서도 연료조성의 변화는 엔진 성능에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 이번 연구에서는 신재생가스연료에 포함된 불활성가스의 양을 변화시켜 연료 조성 변화를 모사하고 이를 엔진의 연료로 사용함으로써 연료 조성의 변화가 엔진 성능 및 배기배출 특성에 주는 영향을 파악하였다. 또한 엔진 효율 및 배기 성능을 향상시키기 위한 방안에 하나로 보다 긴 전극을 갖는 스파크 플러그를 적용하였으며 그 결과를 기존의 Base 스파크 플러그 시험 결과와 비교하였다.

• 한국가스학회지
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• 제23권6호
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• pp.8-16
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• 2019

저공해 연소를 위한 방법 중 하나인 배기가스 재순환(flue gas recirculation, 이하 FGR)은 질소산화물 저감에 효과적인 연소 기법이다. 이를 메탄/공기 대향류 예혼합화염에 적용하여 화염의 특성변화와 NOx 생성 기구를 파악하기 위한 수치해석을 진행하였다. 신장률에 따라 배출되는 생성물들의 몰분율이 달라진다는 점을 고려하여 재순환율은 생성물을 기준으로 정의되었으며, 실제 연소 시스템을 반영하기 위해 주요 생성물인 CO₂, H₂O, O₂ 그리고 N₂를 희석제로써 재순환하였다. FGR 기법이 적용됨에 따라 특정한 신장률 조건에서 최대화염 온도의 전환점이 발견되었다. 또한, 재순환율이 증가함에 따라 온도와 NO의 경향이 달리 나타났으며, 이를 파악하고자 NO 반응을 열적 NO와 Fenimore NO로 구분하여 분석하였다.