• 대한기계학회논문집B
• /
• 제22권9호
• /
• pp.1238-1246
• /
• 1998

Recently, the automobile industry has been faced with very serious problems related to the very restricted regulations of exhaust gas emissions. Therefore many researchers have been attracted to the development of oxygenated fuel for a solution to these problems. This paper deals with the effects of oxygenated fuel on exhaust emissions. An experimental study was conducted to investigate PM and $NO_X$ emission using dimethyl carbonate as an oxygenated fuel in a naturally aspirated DI diesel engine. With increased oxygenated fuel amounts. there were significant reductions in PM, HC and CO emissions mainly from depressed thermal cracking. while little increase in $NO_X$ was encountered concurrently. The effective reduction in PM with oxygenated fuel was maintained with the presence of $CO_2$. which suggested low $NO_X$ and PM obtained from the combination of using oxygenated fuel and cooled EGR. Thermal cracking and an analysis of the heat release rate were also studied in the experiment.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제16권4호
• /
• pp.60-77
• /
• 1992

The effects of exhaust gas recirculation(EGR) on the characteristics of exhaust emissions and specific fuel consumption have been investigated using an eight-cylinder, four cycle, direct injection diesel engine operating at several loads and speeds. The experiments in this study are conducted on the fixed fuel injection timing of $38^{\circ}$ BTDC regardless of experimental conditions. In conclusion, it is found that $NO_{x}$ emission is markedly reduced with the drop of burnt gas temperature at high speeds and loads especially as the EGR rate increases, while the soot particulate rises with EGR rate and load at a given engine speed, especially high loads. The reduction of exhaust emissions within the Korea heavy duty diesel engine emission standards can be roughly achieved by the optimal EGR rate without degarding the specific fuel consumption, based on the correlations between exhaust emissions.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제5권1호
• /
• pp.9-14
• /
• 1997

The pump-pipe-injector system is that most commonly used type of injection equipment for diesel engines. In this study, a new electromagnetic fuel injection system was designed and carried out the experiment of single cylinder direct injection(DI) diesel engine. This system do not need the cam shaft for fuel injection. The effects of the injection timing on the combustion process and emission were investigated. The results are that 1) atomization was improved, 2) combustion pressure was increased and ignition delay became shorter than before, 3) Low smoke level guarantee with more advanced injection timing without abnormal combustion but NOX concentration was increased as the injection time advanced.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제33권6호
• /
• pp.896-902
• /
• 2009

EGR is applied in order to lower temperature of combustion chamber by using the specific heat of carbon dioxide in engine exhaust gas. However, the problem of EGR system in diesel engine is high PM concentration. Combined EGR system can be reduced it by mixing exhaust gas of gas engine into the intake air of diesel engine. This experimental study was designed for EGR system for both engines use. The results of EGR experimental study by using diesel engine and gas engine are as follows. 1) The pressure of combustion and rate of heat release decreased. 2) The specific fuel consumption increased. But, up to middle load, it little increased. 3) NO concentration has decreased up to 50% in almost all combustion area. 4) The variation of the PM concentration at low load is not so seen. But at high load, PM increased rapidly when concentration of oxygen is decreased and most of it caused the increasing of Dry Soot.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
• /
• 한국마린엔지니어링학회 2011년도 후기공동학술대회 논문집
• /
• pp.112-113
• /
• 2011

선박으로부터 배기오염에 대한 국내의 관련 규제들이 강화되면서 관련 기술 개발이 급격하게 이뤄지고 있다. 그 중 탱커선의 화물탱크로부터 배출되는 유중기를 대기중으로 방출하지 않고 회수할 수 있는 설비 관련기술이 개발되고 있다. 회수설비 중 포함되는 스크러버는 가스 속의 부유 고액 미립자를 액을 이용하여 포집하는 장치로서, 스프레이 노즐을 통해 액을 분사하며, 일반적으로 물을 사용한다. 고효율 스크러버 설계기술 개발을 위해 스크러버용 노즐의 성능해석과 유동가시화 실험을 통한 내부유동 특성을 연구하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제21권4호
• /
• pp.356-363
• /
• 1997

Many research works have been carried out to investigate the factors governing the performance of diesel engine. The area of the study has been focused on reducing both of NOx and smoke because of many difficulties to reduce them simultaneously in diesel engines. One of the efforts is an application of EGR technology to reduce NOx emission, which is very effective, but increases other emissions and makes fuel economy worse. In order to solve the problem, EGR is employed with water emulsified fuel and tested in this paper. Emulsified fuel is produced by centrifugal mixer and the amount of water is controlled by water injector and pulse generator, and EGR rate is controlled with 6-step control valve. The chamber pressure, fuel consumption and emissions are measured with various values of both EGR and water mixing rate, The results show that NOx emission is reduced much rather and smoke is also reduced simultaneously.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.258-258
• /
• 2013

최근 건조 제품의 양질화, 고급화 및 편의화가 요구되어 이를 충족시키기 위한 새로운 건조방법이 계속 개발 되어 왔다. 이러한 방법들 중에서 저온과 진공하에서 건조가 이루어지는 진공 동결 건조는 가장 완벽한 건조 방법으로 최근 실용화 되고 있다. 진공동결건조란 건조의 한 종류로 수분을 함유한 시료를 동결시킨 후 진공펌프를 이용하여 수증기압을 3중점 이하로 낮추어 얼음을 직접 증기로 만드는 승화의 원리에 의해서 얻어진다. 분무진공동결건조의 특징은 (1) 물리적구조의 보존성, (2) 화학적인 안정성, (3) 생물학적인 활동의 보존성, (4) 제품의 높은 복원성 및 재생성이다. 따라서 분무진공동결건조 기술은 크게 진공, 분무, 동결, 건조, 멸균 등과 같은 요소기술의 복합기술이라 할 수 있다. 분말을 제조하기 위해서 진공동결건조 후 분쇄하는 방법을 사용하나 본 방법에서는 정밀화학품 제조를 위해서 분무진공동결건조 방식을 사용한다. 이를 통하여 적당한 크기인 5~10 um의 입경 제조가 가능하고, 공기동력학적인 입경이 기존 방식에 비해 작아서 허파까지의 운반효율이 1.5~2배 우수하다. 화학, 의학 분야에서의 분무동결 건조는 주로 민감한 제품, 즉 생물학적 고유성의 손상 없이 물을 제거하는데 사용되어 영구적으로 저장 가능한 상태로 보관할 수 있으며 물의 첨가로 원상태로 복구할 수 있어서 매우 각광을 받고 있다. 의약용 냉동건조 제품은 항생물질, 박테리아, 혈청, 백신, 검사 약물, 단백질을 포함하는 생물공학 제품들, 세포, 섬유, 화학제품 등이 있으며 주로 vial 또는 ampule 상태로 건조가 이루어진다.본 연구에서는 원료를 $-194^{\circ}C$의 액체질소에 분무시켜 동결된 미립자를 형성한 후 진공 및 저온상태에서얼음의 승화(sublimation)에 기반한 1차 건조와 수증기 탈착(desorption)에 기초한 2차 건조 과정으로 구성된 분무진공동결건조기를 개발하였다. 분무동결 과정의 해석을 통해 2유체식 노즐을 통해 분무된 미세 입경의 액적이 액체 질소 표면까지 도달하는 회수률, 분무 노즐의 위치, 운전 조건 및 용기의 설계의 최적화를 수행하였다. 초기 액적속도, 분무노즐의 높이, 흡입구 추가에 따른 액적 유동 및 회수의 특성을 제시하였으며 이를 통한 분사시스템 고도화 가능성을 제시하였다. 구형의 미세 입자가 적층된 제품의 동결건조 공정의 해석은 흡착승화 모델(sorption sublimation model)을 기반으로 다음과 같은 열전달, 물질전달, 상변화 모델을 고려하여 유도되었다. 분무노즐 및 냉동/진공 배기계 시작품을 개발하여, 표면의 고다공도를 갖춘 입경 3~20 m 정도의 시료를 얻을 수 있으며, 동역학적 입경 5 m 충족함을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제28권6호
• /
• pp.1092-1099
• /
• 2022

대기오염물질과 온실가스 배출량을 저감 시키기 위한 배기 후처리 장치에 대한 연구는 활발히 진행 중이지만 그 중 선박용 입자상물질/질소산화물(PM/NOx) 동시저감 장치에서는 엔진에 미치는 배압 및 필터 담체 교체에 대한 문제가 발생하고 있다. 본 연구에서는 PM/NOx를 동시저감 할 수 있는 일체형 장치의 최적 설계를 위해 장치 내부 유동과 입·출구 압력을 통한 배압의 변화를 연구하여 적절한 기준을 제시하였다. Ansys Fluent를 활용하여 디젤미립자필터(DPF) 및 선택적촉매환원법(SCR)에 다공성 매체 조건을 적용하였고 공극률은 30 %, 40 %, 50 %, 60 % 및 70 %로 설정하였다. 또한, 엔진 부하에 따른 Inlet 속도를 경계 조건으로 7.4 m/s, 10.3 m/s, 13.1 m/s 및 26.2 m/s로 적용하여 배압에 미치는 영향을 분석하였다. CFD 분석 결과, 장치의 입구 온도 보다 입구 속도에 따른 배압의 변화율이 크고 최대 변화율은 27.4 mbar였다. 그리고 모든 경계 조건에서의 배압이 선급 기준인 68 mbar를 초과하지 않았기 때문에 1800 kW 선박에 적합한 장치로 평가되었다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제29권5호
• /
• pp.497-504
• /
• 2023

본 연구에서는 소형선박용 중·고속 디젤엔진에 적용하여 연구 중인 SCR+DPF 기술을 저속엔진이 설치된 선박에 탑재하여 해상 실증 시험을 수행하였다. 대상 선박(총 톤수 2,881 톤, 정격출력 1,470kW@240rpm ×1)은 국내 연해를 운항하는 일반화물선으로 배출저감설비의 선박 탑재를 위해 도면 개발, 승인 및 선박 임시검사를 수행하였다. 저감성능 확인을 위해서 가스상물질 측정장비는 NOx technical code 및 ISO-8178의 분석방법을 준용하는 장비를 사용하였으며, 입자상물질 측정장비는 국제해사기구(IMO)에서 논의하고 있는 블랙카본 측정 방법 중 하나인 스모크미터를 사용하였다. 시험은 황 함유량 따라 MGO(0.043%), LSFO(0.42%) 2종의 연료를 사용하였으며 실제 운항하는 엔진회전수(130, 160 및 180 rpm)를 고려하여 시험 조건을 설정하였다. 시험 조건에 따라 배출저감설비의 전·후단에서 가스상 및 입자상(매연) 물질을 측정하여 배출저감설비의 저감효율을 확인하였으며 모든 시험 조건에서 NOx의 경우 90% 이상, 입자상물질(매연)의 경우 95% 이상의 저감효율을 확인하였고 엔진 성능의 영향을 줄 수 있는 배기가스 압력은 허용배압 기준인 50mbar 이하를 만족하였다. 본 연구를 통해 해상실증 연구의 중요성과 중소형 저속엔진 선박의 질소산화물 및 입자상물질의 동시 저감을 위한 대응 기술로 SCR+DPF 설비 적용 가능성을 확인할 수 있었다.