지속적인 경제 발전과 인구증가로 인하여 에너지 소비가 급증하게 되면서 에너지의 효율적인 사용이 필요하다. 특히 에너지 손실이 많은 건물의 창호에 단열성능이 좋은 고효율 진공유리 사용이 절실한데 아직 가격 및 성능등의 문제로 보급화가 이루어지지 않고 있다. 따라서, 본 연구에서는 저가의 진공유리 개발을 위한 유리 용접용 토치를 설계 및 제작하였다. 연료는 고밀도 열원인 수소-산소 혼합가스를 사용하였고 주로 토치 형상, 노즐 직경, 노즐 배치 등의 최적화를 수행하였다. 끝으로 개발된 토치를 이용하여 두 장의 유리용접을 성공적으로 수행함으로써 저가의 진공유리 개발 가능성을 확인하였다.
Debris bed내·외로부터 깨스유량을 갖는 debris/water 열적상호작용 해석모델이 중대사고 분석을 위해 제시되었다. 제시된 모델은 증기 소비, debris bed에서 수소 생성, 유입깨스 및 화학반응열에 대한 인자들을 포함하고 있으며, 금속-물반응 및 debris/concrete 작용으로 인한 깨스 생성을 평가하기 위해 MARCH code에 도입시켰다. 그 결과 수소원은 격납용기 과도압력에 큰 영향을 미치나 debris bed로 대류깨스 냉각과 콘크리트로 전도 열손실은 debris bed 냉각성에 조그마한 영향을 주는 것으로 나타났다. 하지만 debris 인자의 재가열과 재용융은 콘크리트와 상호작용에 의해 상당히 지연될 수 있다.
This paper presents an experimental study on the main management factors of the condenser contamination such as fouling and corrosion for the R-134a turbo-chiller to save energy, reduce corrosion rates, and reduce maintenance costs through the application of condenser non-cleaning water treatment chemical. The series of experiment is conducted using combining oxidative microbial sterilizers, non-oxidizing microbial sterilizers, and anti-corrosion agents. The leaving temperature difference and corrosion rates for three different combination of chemicals are collected and analyzed. The experimental results show that the cost reduction (4,066,000 Won/year) of the disinfectant (FT-830) can be achieved by adding the oxidative disinfectant (NaOCl) and the non-oxidizing disinfectant (NX-1116). The LTD value is maintained at 1.9℃, and the corrosion rates of copper and carbon steel specimens are 0.07 mpy and 1.61 mpy, respectively.
An experimental study was conducted on a 4-stroke direct injection diesel engine to examine the combustion and emission characteristics of 1-octanol/diesel fuel blends. The concentration of 1-octanol in the fuel blends was 10%, 30%, and 50% by volume. Experiments were conducted by varying the engine torque from 6 Nm to 12 Nm at the same engine speed of 2,700 rpm. Results showed that the fuel conversion efficiency increased as the 1-octanol proportion increased under most experimental conditions. However, the brake specific fuel consumption increased due to the relatively low lower heating value of 1-octanol. The smoke opacity and the concentrations of NOx and CO emissions generally decreased with brake mean effective pressure as the 1-octanol proportion increased. On the other hand, the unburned hydrocarbon concentration increased with an ascending ratio of 1-octanol.
In this study, combustion experiments were conducted to assess engine performance and exhaust gas characteristics using four blends of 1-pentanol and diesel as fuel in a naturally aspirated 4-stroke diesel engine. The blending ratios of 1-pentanol were 5, 10, 15, and 20% by volume. The experiments were carried out under four different engine torque conditions (6, 8, 10, and 12 Nm) while maintaining a constant engine speed of 2,000 rpm for all fuel types. The results showed that the use of 1-pentanol/diesel blended fuel generally led to a decrease in brake thermal efficiency, attributed to the low calorific value of the blend and the cooling effect due to the latent heat of vaporization. Additionally, both brake specific energy consumption and brake specific fuel consumption increased. However, the use of the blended fuel resulted in a general decrease in NOx concentration, a decrease in CO concentration except some conditions, and a reduction in smoke opacity across all conditions.
본 연구의 목적은 조기 연료 기화장치가 승용차의 냉간 주행성능에 미치는 영향을 조사하여 평가하는 것이다. 이를 위해 실험은 냉 시동성과 냉간 주행성능으로 나누어 실시하여 연료소비율과 유해 배출 가스량을 측정하고, 실린더내의 연소압력을 근거로 열 발생율, 적산 열 발생량, 질량연소율을 구하였다. 결과는 다음과 같다. 조기연료 기화장치의 장착은 냉 시동 초기부터 난기 완료까지의 연료소비량을 17.7%향상, 냉 시동 초기의 일산화탄소의 배출량은 23%, 탄화수소 배출량은 45% 저감 되고, 또한 냉간 주행시의 엔진의 연소 최고압력, 도시 평균 유효압력의 변동을 4∼6% 개선시키고, 단위 출력당 연료 소비율이 0.2∼2.3% 절감된다. 이것은 조기연료기화장치에 의한 연소실내 최대 열 발생 지연기간 및 주 연소기간이 짧아지기 때문이다.
운송수단은 시대별로 요구되는 성능과 기술 수준 그리고 사용 가능한 에너지의 형태에 따라서 변화되어 왔습니다. 1900년대 초 전기자동차의 고질적인 제한적 운행 거리 문제는 내연기관의 발명으로 인해서 쉽게 해결되었다. 이 후 내연기관의 급속한 보급과 도심 과밀화로 인해서 공해 문제가 대두되었는데, 공해 문제 역시 배기 가스 환원 촉매의 발달과 자동차 전자 제어 기술의 발달로 대부분 해결된 상태이다. 최근에는 사용 가능한 화석에너지의 절대량 측면에서 하나의 커다란 시대적 전환점에 서게 되었다. 즉 아직도 사용 가능한 석유의 절대적인 양적 측면에서는 적당한 공급이 이루어지고 있으나 그 가격 면에서는 급격한 상승이 이어지고 있으며 이는 석유의 채굴이 점점 어려워지고 있음에 기인한다. 에너지의 현황을 객관적으로 살펴 보기 위해서 자동차에 있어서 절대적인 오일을 중심으로 그리고 통계자료 위주로 문제를 분석해 본다. 그리고 수소 연료 전지와 전기자동차 등 여러 가지 대체 에너지 운송기술이 많이 거론되고 있으나 널리 대중화 되고 있지 못하는 근본적인 문제점들이 어디에 있는지 분석해 본다. 이어서 소위 대체 에너지들이 자동차에 있어서 석유의 대체 수단으로 적합하지 않다면 과연 에너지를 가장 많이 쓰는 영역중의 하나인 운송 분야의 현재와 미래의 나아갈 방향은 무엇인지 그 해법을 생각해 본다. 석유를 대체할 에너지의 공급 방안이 충분하지 않다면 마지막으로 생각할 수 있는 것은 에너지의 소비 측면이다. 다행히도 그간 소비 측면의 개선 방안이 많이 소홀하게 취급되어져 왔다. 즉 에너지의 효율을 향상시킬 수 있는 여력이 충분하고도 많이 있다는 희망적인 소식이다. 이에 따라 에너지 효율 향상에 유용하게 사용할 수 있는 다양한 제어 기술을 소개한다. 에너지와 운송수단의 문제를 거시적이고 동시에 현실적으로 바라볼 수 있는 안목을 갖게 되기를 기대한다.
자동차배출가스는 이산화탄소($CO_2$)에 의한 지구온난화 및 탄화수소(HC)와 질소산화물($NO_x$)에 의한 오존 생성을 야기하는 등, 인체와 환경에 나쁜 영향을 미치기 때문에 이에 대한 관심이 증폭되고 있다. 가솔린 직접분사 (Gasoline Direct Injection; GDI)엔진은 디젤엔진과 같이 연소실내에 연료를 직접 공급하는 방식으로서 가솔린엔진의 취약점으로 지적되어 오던 높은 연료소비율 문제를 획기적으로 개선할 수 있는 기술로 평가되고 있다. 본 연구에서는 분무유도방식(Spray-guided type)의 GDI엔진을 이용하여 공기과잉률 2.0 이상의 초희박 연소를 통해 연료소비율을 개선하였다. 추가적인 연료소비율 개선 및 배출가스 저감을 위해 희박연소시 다단 분사전략과 Exhaust Gas Recirculation (EGR)을 적용하였다. 배출가스 수준과 운전성능을 평가하고 이를 배출가스 규제와 비교 검토함으로써 국내 관련기술 개발 방향 및 상용화 가능성에 대해 검토하고자 하였다.
최근 자동차 제조사는 강화되는 배출가스 규제를 만족시키고 엔진 효율을 향상시키기 위해 다양한 기술을 연구하고 있다. 그 중 직접분사식 초희박 연소기술은 정밀한 연소제어를 통해 연소효율을 극대화 하고 연비를 향상시킬 수 있는 차세대 기술로 평가받고 있다. 기존 가스엔진에 초희박 직접분사기술을 적용하기 위해 기존의 MPI 엔진의 헤드를 재설계하였다. 기존 압축비10:1에서 12:1로 증가시킴으로써 이에 따른 압력선도, 열방출률, 연료소비율 등의 연소특성과 배출가스특성을 파악하였다. 압축비를 증가시킴에 따라 불안정한 연소상태로 인하여 연료소비율의 개선이 어려웠으나 탄화수소(THC)와 질소산화물(NOx)의 배출은 감소되었다.
1. 철도, 도로, 항공, 해운 등 교통수단별 현황을 조사한 결과, 현재까지의 교통정책이 도로교통 우선 위주였기 때문에 철도는 뛰어난 환경성 및 경제성을 가지고 있음에도 불구하고 수송분담율이 비교적 저조한 편이었다. 그러나, 향후 정부의 사회기반시설 구축에 있어서 국가 기간 철도망 확대와 대도시 지하철 및 경량전철 건설을 통한 도심철도망과 간선철도망의 연결 등을 통하여 철도의 이용이 훨씬 용이해질 것으로 보이며 이에 따라 철도의 이용률도 크게 상승할 것으로 예상된다. 2. 교통수단별 일반현황은 다음과 같다. 1) 철도교통은 여객수송량이 다소 증가하고 있는 추세였는데, 2004년 KTX의 개통으로 인하여 여객수송량이 급증하였으나, 화물수송은 약간 감소하는 추세이다. 2) 도로교통은 공로의 경우 이용량이 크게 감소하고 있으나, 자가용의 경우에는 승용차의 급증에 의하여 도로의 분담률이 증가하고 있다. 그러나, 도로망의 확충이 자동차의 증가량을 따르지 못하는 것과 자동차가 도시에 밀집됨에 따른 교통체증에 따라 자가용 차량의 1일 평균 주행거리가 짧아지는 등 수송량이 크게 증가하지는 않고 있다. 3. 각 교통수단별 환경경제성을 조사한 결과는 다음과 같았다. 1) 단위수송량당 에너지 소비율은 여객의 경우 철도가 75.97kcal/인 km에 불과한 반면에 버스는 415.43, 택시는 1,192.24kcal/인 km에 달하여 각각 철도의 5.5배 및 15.7배나 많은 에너지를 소비하는 것으로 나타났다. 화물의 경우에도 철도는 105.98kcal/톤 km에 불과한 반면에 도로는 1,674.21kcal/톤 km에 달하여 철도의 무려 15.8배의 에너지를 사용하는 것으로 나타나, 철도가 에너지 효율성 면에서 도로 교통수단보다 월등히 앞서는 친환경적이면서 경제적인 교통수단임을 알 수 있다. 2) 도로와 철도의 단위수송량 당 CO의 배출량은 도로가 1,531.2kg/백만인 km로 철도의 167.4kg/백만인 km에 비하여 9배나 되었다. 그러나, 탄화수소의 경우는 도로가 216.5kg/백만인 km으로 철도의 68.0kg/백만인 km의 3배를 넘는다. 미세먼지의 경우는 도로가 철도보다 약간 더 많은 수준이었으나, NOx와 $SO_2$는 오히려 철도가 오히려 약간 더 높게 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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