• 대한기계학회논문집B
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• 제24권9호
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• pp.1247-1254
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• 2000

The effects of recirculated exhaust gas on the characteristics of $NO_x$ and soot emissions under a wide range of engine load have been experimentally investigated by a water-cooled, four-cylinder, indirect injection, four cycle and marine diesel engine operating at two kinds of engine speeds. The simultaneous control of $NO_x$ and soot emissions in diesel engines is targeted in this study. The EGR system is used to reduce $NO_x$ emissions, and a novel diesel soot removal device with a cylinder-type scrubber for the experiment system which has 6 water injectors(A water injector has 144 nozzles in 1.0 mm diameter) is specially designed and manufactured to reduce the soot contents in the recirculated exhaust gas to intake system of the engines. The intake oxygen concentration and the mean equivalence ratio calculated by the intake air flow and fuel consumption rate, and the exhaust oxygen concentration measured are used to analyse and discuss the influences of EGR rate on $NO_x$ and soot emissions. The experiments are performed at the fixed fuel injection timing of $15.3^{\circ}$ BTDC regardless of experimental conditions. It is found that $NO_x$ emissions are decreased and soot emissions are increased owing to the drop of intake oxygen concentration and exhaust oxygen concentration, and the rise of equivalence ratio as the EGR rate rises.

• 에너지공학
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• 제11권2호
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• pp.90-98
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• 2002

본 연구는 선회유동과 연소인자가 9.4L인 터보과급 디젤엔진의 성능과 배기가스특성에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하였다. 일반적으로 디젤엔진의 연소과정에서 선회유동은 분사되고 있는 연료와 흡칩공기의 혼합을 촉진시켜 줌으로써 엔진성능을 향상시키는데 매우 중요한 인자가 된다. 특히 터보과급 디젤엔진에서는 실린더내의 고온.고압가스로 인하여 연비와 NO$_{x}$ 농도는 서로 상반관계를 가지므로 적절한 용량의 과급기선정으로 흡.배기시스템, 분사시스템 및 연소실의 설계 등을 고려할 필요가 있다. 본 연구의 결과로서, 정상유동실험을 통하여 선회비가 증가함으로써 평균유량계수가 감소하고, 반면에 걸프 펙터가 증가함을 알 수 있었다. 또한 엔진실험을 통하여 흡기포트의 선회비 2.43, 분사시기 BTDC 13$^{\circ}$ CA, 압축비 16, 리앤트란트 5$^{\circ}$형 연소실, 노즐분공경 $\Phi$0.28*6 및 과급기 GT40(압축기 A/R 0.58, 터빈 A/R 1.19)의 적용인자가 최적의 성능 및 배기가스를 만족시킬 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.2086-2091
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• 2013

산업환기의 근본 목적은 유해물질로부터 작업자의 건강을 지키는 것으로, 제품생산과정에서 발생하는 유해물질 등을 빠른 시간에 외부로 배출하여 공기의 질을 높이고자 한다. 최근 산업환기에 대한 인식이 생산중심에서 인간중심으로 변하면서 이에 대한 중요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 아연말 코팅 룸에서 발생하는 악취제거를 목적으로 코팅 룸 내부의 공기유동에 대한 전산 시뮬레이션을 수행하였다. 3차원 CAD 프로그램인 SolidWorks를 이용하여 코팅 룸 전체와 배기시스템을 모델링하였으며 Flow Simulation 프로그램을 이용하여 오염물 발생 부위 중심으로 배기성능을 분석하였다. 또한 국소배기 장치를 이용하여 코팅 룸 내부 공기의 흐름 방향과 공기의 유속을 개선하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.2069-2074
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• 2013

내연기관 차량에 전자기식 클러치 워터펌프의 적용은 연비 향상 및 배기가스 저감을 꾀할 수 있다. 이러한 클러치 워터펌프는 엔진 냉각시스템의 유량 단속에 의하여 최적 운전 조건을 가능케 한다. 본 연구에서는 클러치 워터펌프를 이용한 냉각시스템을 제어함으로써 디젤 차량의 연비 및 배기가스 특성을 살펴보았다. 전자기식 클러치 워터펌프에 의한 저온 시동시 냉각수 흐름을 차단하여 아이들 조건에서 예열 시간을 기존 워터펌프 대비 49% 정도 단축시켰고, 주행 중에는 냉각수가 최적 고온상태를 유지하도록 제어하였다. 그리하여 NEDC 모드에서 연소 효율이 개선되어 최대 5% 정도의 연비 향상 효과를 나타내었다. 또한 NOx를 제외한 HC, CO 및 $CO_2$ 배기가스의 농도가 전반적으로 감소하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.806-813
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• 2014

가솔린엔진에서 흡기계를 통하여 배기가스의 일부를 재연소시키는 EGR시스템은 NOx를 저감하기 위하여 양호한 배기배출특성을 나타내지만, 엔진으로 유입되는 배기가스량이 적절하지 않을 경우 불안정한 연소를 일으켜 엔진의 출력이 저하된다. 본 연구에서는 흡기관압력을 바탕으로 다양한 엔진운전조건에 따른 EGR율을 예측하는 방법을 검토하고, 이러한 예측자료를 실험적 방법을 통하여 확인하였다. 그리고 이러한 예측자료를 바탕으로 피드백 EGR제어 알고리즘을 구성한 후, 엔진운전조건에 대한 잔류 가스량을 계산한 데이터와 EGR 피드백 제어실험을 통해 얻어진 데이터를 비교한 결과를 통하여 정성적으로 유사한 결과치를 얻었다. 따라서 적용된 피드백 EGR제어 알고리즘 및 시스템은 실제 전자제어식 EGR기술에 응용될 실현 가능성을 보여주었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권spc호
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• pp.7-12
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• 2020

본 논문에서는 항공기 인증 절차에 포함되는 형식증명을 위한 항공기 기술기준의 새로운 정립에 대한 개정안을 제안하였다. 기존 항공기 엔진의 연료 및 배기가스 배출기준(Part 34)은 관리 대상 항목을 매연과 불연소탄화수소(HC), 일산화탄소(CO) 그리고 질소산화물(NOx)로 한정하고 있다. 하지만 이 항목들은 최근 기후변화에 따른 국제민간항공(ICAO)의 항공기 탄소배출 제한, 미국환경보호청(EPA)의 항공기 배기가스 규제 추진 등 환경규제가 강화되고 있는 시대 흐름을 담아내지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 한계점을 현대화된 국제기준에 맞도록 보완하기 위해서 미국, 유럽 등의 배출기준을 근거로 항공기 배출가스에 대한 기술기준을 새롭게 제안하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.161-171
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• 2014

본 논문에서는 CFDRC 사의 상용 CFD 소프트웨어인 CFD-ACE+로 전산유체역학 기법을 적용하여 수치 해석을 수행하여 배연탈황 설비에서 Induced Draft Fan(I.D.Fan) 출구부터 Booster Up Fan(B.U.Fan) 입구까지 난류 유동장과 연소 유동 문제를 모사하여 배기가스 계통 설비의 유동 특성을 해석하였다. 배기가스가 I.D.Fan 출구 ~ B.U.Fan 입구 구간을 적정속도로 균일하게 유동하여 B.U.Fan로 균일하게 유입되도록 하며 압력손실이 적게 발생하도록 설계기준 보일러 부하와 최대연속 정격유량의 보일러 부하에서 이 구간의 안내깃을 검토하였다. 검토한 결과에 대해 CFD 해석을 수행하여 I.D.Fan 출구에서 안내깃을 제거하고 B.U.Fan 입구 전에 안내깃을 보강할 수 있도록 설계를 변경하였다. 배기가스 계통에 변경된 설계를 적용하여 수치모사한 결과에서 배연탈황 설비 내부의 배기가스 압력손실이 줄어들고 유속과 유선이 균일하게 유동할 수 있어 배연탈황 시스템의 효율이 향상한 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4047-4051
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• 2014

현대의 공동 주택은 에너지 효율을 높이기 위해 고기밀, 고단열 방식으로 지어지고 있는데 이러할 경우 환기량 부족에 따른 각종 부작용이 발생을 한다. 본 연구에서는 우리나라의 겨울철 대표적인 난방원으로 사용되고 있는 온돌시스템을 기본으로 구성하고 환기방법에 따른 실내 열환경을 평가하여 환기 방식에 따른 에너지 절감 요인을 분석하였다. 실험장치는 일정한 외기 조건을 모사하기 위해 항온항습 챔버에 뜬바닥 온돌 시스템을 설치하고 온돌시스템의 외기온도/습도 조건은 3조건($10^{\circ}C$/50%Rh, $0^{\circ}C$/-, $-10^{\circ}C$,-)으로 설정 하였다. 공급되는 온수온도는 2 조건($60^{\circ}C$, $50^{\circ}C$) 설정하여 설정된 환기 방식에 따라 성능시험을 수행 하여 열 환경 및 에너지 절감 요인을 비교 분석 하였다. 실험결과 급기온도는 온수온도가 높을수록 급기풍량이 적을수록 높았으며 바닥 급/배기 > 전열교환 급/배기 > 강제 급/배기 순으로 나타났다. 본 연구를 통해 다양한 환기 방식의 적용 가능성에 대하여 검토 할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.1022-1026
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• 2013

최근 엔진 효율 향상을 위하여 열전 소자를 이용한 자동차 엔진 폐열 회수 기술이 주목 받고 있다. 열전소자 해석 모델링은 많이 개발 되었으나, 특정한 시스템 해석 모델과 함께 적용된 사례는 찾아보기 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 열전소자를 이용하여 디젤 엔진의 배기 폐열 에너지 회수율을 평가할 수 있는 해석 모델을 1-D 상용 프로그램인 AMESim을 이용하여 개발하였다. 개발한 열전소자 해석 모델은 다양한 소자 종류에 따른 열전 발전 효율 및 폐열 회수율 평가가 가능한 모델이며, 디젤 엔진 해석 모델은 현재 상용화된 모든 디젤 엔진을 모사할 수 있는 모델이다. 여러 운전 조건에서 디젤 엔진의 폐열로부터 하나의 열전소자를 사용하여 회수 가능한 에너지는 약 544.75W이고, 전기로 변환될 수 있는 동력은 약 40.4W이었다. 본 연구에서 개발한 해석 모델은 같은 해석 프로그램에서 연동하여 해석을 용이하게 수행할 수 있기에 추후 열전소자를 이용한 디젤 엔진의 배기 폐열 회수 시스템 개발 시 회수율을 예상하고 시스템 최적화를 수행할 수 있는 방법을 제공할 것으로 기대된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.61-66
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• 2012

고층 건축물의 화장실은 평상시 악취 등의 배출을 위하여 송풍기와 풍도로 구성된 배기시스템이 설치되어 있으며 용수의 공급이 이루어지고 있어서 화염과 연기에 대한 방호기능만 추가되면 화재발생시 긴급한 피난공간으로 활용될 수 있다. 평상시 화장실의 배기용으로 사용하는 송풍시스템을 화재시 급기시스템으로 전환함으로써 기존 화장실의 연기에 대한 방호성능을 확보하는 화장실 방연시스템을 제안하였다. 또한 지상 5층 규모의 연기제어 실험동에 기존 화장실을 이용한 피난공간의 방연시스템에 대한 실규모 실험 시설을 설치하고, 화재발생 조건에 따른 작동성능 평가 실험을 수행하였으며 그 결과를 제시하였다.