• 제목/요약/키워드: 운전특성

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2 L급 수소 직접분사 전기점화 엔진의 워밍업 시 공기과잉률에 따른 질소산화물 배출 및 연료 소모율에 대한 실험적 분석 (Effect of Varying Excessive Air Ratios on Nitrogen Oxides and Fuel Consumption Rate during Warm-up in a 2-L Hydrogen Direct Injection Spark Ignition Engine)

  • 하준;김용래;박철웅;최영;이정우
    • 한국가스학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.52-58
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    • 2023
  • 지구 기상이변에 대해 탄소중립의 중요성이 대두됨에 따라 무탄소 연료인 수소의 에너지원으로서의 활용도 역시 증대되고 있다. 일반적으로 수소는 연료전지(FC, Fuel Cell)에 활용되고 있으나, 이는 연소를 기반으로 하는 내연기관(ICE, Internal Combustion Engine)에도 활용될 수 있다. 특히 연료전지만으로 수소 활용 및 인프라 확장이 어려운 때에 이미 생산 측면이나 공급 측면에서 인프라가 기 구축되어 있는 내연기관은 수소 에너지 저변 확대에 큰 도움을 줄 수 있다. 다만 수소를 연소기반으로 활용할 경우 고온에서 공기 중 질소가 산소와 반응하여 유해배기물질인 질소산화물(NOx, Nitrogen Oxides)이 생성될 수 있는 단점은 존재한다. 특히 냉간 (Cold Start) 운전 영역시 포함될 EURO-7 배기규제의 경우 워밍업(Warm-up) 과정에서 발생하는 배기배출물의 저감을 위한 노력도 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2 L급 수소 직접분사방식 전기점화 (SI, Spark Ignition) 엔진을 활용하여 냉각수를 상온에서 88 ℃로 워밍업하는 과정에서 질소산화물 및 연료소모율의 변화 특성을 살펴보았다. 특히 수소는 기존의 가솔린, 천연가스, 액화석유가스(LPG, Liquified Petroleum Gas)와 달리 가연범위(Flammable range)가 넓기 때문에 공기과잉률(Excessive air ratio)을 희박하게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 워밍업하는 과정에 있어서 공기과잉률을 1.6/1.8/2.0으로 변화하여 그 결과를 분석하였다. 본 실험의 결과는 워밍업 시 공기과잉률이 희박해질수록 시간당 질소산화물의 배출이 적고, 열효율도 상대적으로 높으나 최종 온도까지 도달 시간이 길어짐에 따라 누적 배출량 및 연료소모율은 악화될 수도 있음을 시사한다.

UV 공정을 이용한 N-Nitrosodimethylamine (NDMA) 광분해 및 부산물 생성에 관한 연구: 박스-벤켄법 실험계획법을 이용한 통계학적 분해특성평가 및 반응모델 수립 (A study on the Degradation and By-products Formation of NDMA by the Photolysis with UV: Setup of Reaction Models and Assessment of Decomposition Characteristics by the Statistical Design of Experiment (DOE) based on the Box-Behnken Technique)

  • 장순웅;이시진;조일형
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.33-46
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    • 2010
  • 본 연구는 광분해 산화공정으로 난분해성 물질인 N-Nitrosodimethylamine (NDMA)인 제거 및 부산물 생성 특성을 파악하기 위한 3개의 독립변수 (자외선 강도($X_1:\;1.5{\sim}4.5\;mW/cm^2$, 초기 NDMA 농도($X_2:\;100{\sim}300\;uM$), pH(X3:3~9))와 4개의 종속변수(NDMA 제거율($Y_1$), dimethylamine (DMA) 생성농도($Y_2$), dimethylformamide (DMF) 생성농도($Y_3$) 및 $NO_2$-N 생성농도($Y_4$))로 구성된 박스-벤켄 설계를 이용한 실험계획을 적용시켜 예측 모델과 광분해 산화 최적조건을 수립하였다. 실험결과 2시간 광분해 후 NDMA는 거의 완전히 제거되었으며 DMA, DMF와 $NO_2$-N은 NDMA 광분해와 동시에 부산물로 생성되었다. 광분해 최적의 조건을 얻기 위해 정준분석을 수행하여 최적 점 (반응값, 독립변수 조건)과 예측반응모델을 수립한 결과, 다음과 같은 결과를 얻었다 ($Y_1=117+21X_1-0.3X_2-17.2X_3+{2.43X_1}^2+{0.001X_2}^2+{3.2X_3}^2-0.08X_1X_2-1.6X_1X_3-0.05X_2X_3$ ($R^2$ = 96%, Adjusted $R^2$ = 88%)와 99.3% ($X_1:\;4.5\;mW/cm^2$, $X_2:\;190\;uM$, $X_3:\;3.2$), $Y_2=-101+18.5X_1+0.4X_2+21X_3-{3.3X_1}^2-{0.01X_2}^2-{1.5X_3}^2-0.01X_1X_2-0.07X_1X_3-0.01X_2X_3$ ($R^2$= 99.4%, 수정 $R^2$ = 95.7%)와 35.2 uM ($X_1:\;3\;mW/cm^2$, $X_2:\;220\;uM$, $X_3:\;6.3$), $Y_3=-6.2+0.2X_1+0.02X_2+2X_3-{0.26X_1}^2-{0.01X_2}^2-{0.2X_3}^2-0.004X_1X_2+0.1X_1X_3-0.02X_2X_3$ ($R^2$= 98%, 수정 $R^2$ = 94.4%)와 3.7 uM ($X_1:\;4.5\;mW/cm^2$, $X_2:\;290\;uM$, $X_3:\;6.2$), $Y_4=-25+12.2X_1+0.15X_2+7.8X_3+{1.1X_1}^2+{0.001X_2}^2-{0.34X_3}^2+0.01X_1X_2+0.08X_1X_3-3.4X_2X_3$ ($R^2$= 98.5%, 수정 $R^2$ = 95.7%)와 74.5 uM ($X_1:\;4.5\;mW/cm^2$, $X_2:\;220\;uM$, $X_3:\;3.1$). 반응표면분석법 중 하나인 박스-벤켄법은 UV 광분해에 의한 NDMA 분해 및 부산물 생성에 대한 통계학적 및 수학적인 결과 및 최적의 운전조건을 제시하였다. 예측모델의 검정을 통하여 박스-벤켄법은 매우 높은 신뢰성을 보였다.

Bacillus sp.를 이용한 분뇨처리 (The Treatment of Night Soil using Bacillus sp.)

  • 염혜경;이은숙;이병헌;이민규;정일호;김중균
    • 생명과학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.700-707
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    • 2002
  • 높은 COD 농도의 유입수질에 따른 Bacillus 균주의 유기물 및 영양소 제거특성을 파악하고자 실험실 규모의 3가지 다른 기질 조성을 가지는 회분식 반응조(Rl, R2, R3)를 운전하였다. $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 농도는 호기적 상태에서 95% 이상 제거되었으며, 각 반응조의 $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 제거율은 각각 22.6 와 90.5%(Rl), 23.9 와 65.8%(R2), 30.2와 86.4%(R3)이었다. $NH_4^+$-N의 제거는 $NO_3^{-}$-N의 농도가 충분히 공급이 될 경우 제거효율이 높은 것으로 나타났고, 초기 nitrite의 농도가 높을 시에는 COD 처리효율을 크게 떨어뜨림을 알 수 있으며, 탈질에 이용되는 탄소량은 거의 없었다. 따라서, Bacillus 균주에 의한 탈질과정에서는 일반적 전자공여체 대신에 암모니아성 질소가 전자공여체로서 이용될 수 있다는 가능성을 보였다. $NO_3^{-}$-N농도는 무산소 조건에서 거의 탈질 되는 것으로 나타났으며, R3 반응조의 경우에만 호기상태에서도 10%의 제거가 일어났다. 총질소(TN)와 총인(TP)의 제거율은 각각 41.8 와 49.5%(Rl), 40.1와 35.8%(R2) 및 47.0 와 57.6%(R3) 이었다. Alkalinity는 호기조건에서 alkalinity의 농도가 많이 소모되었다가 다시 무산소 조건에서 탈질반응에 의하여 회복됨을 알 수 있었는데, 호기적 조건하에서 1 mg/L의 $NH_4^+$-N이 산화될 때 소모된 alkalinity는 Rl, R2, R3 반응조에서 각각 4.96, 5.41, 3.93 mg/L($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었으며, 무산소 조건하에서는 1 mg/L의 $NO_3^{-}$-N이 제거되는 동안 회복되는 alkalinity는 각각 3.06, 3.17, 2.60 mg/L.($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었다 Rl, R2, R3 각 반응조의 SOUR 값을 구해보면, 각각 38.5, 52.7 및 42.0 mg $O_2$/g MLSS/hr으로서 기존의 활성슬러지보다 높은 미생물 활성을 보였다. 각 반응조의 유기물질 용적부하율(OLR) 및 슬러지 생산량을 계산하면 각각 0.69 와 0.28(Rl), 0.77 와 0.20(R2) 및 0.61 kg COD/$m^3$/day 와 0.25 kg MLSS/kg COD(R3)이 었다. 유기물 부하율이 상당히 높은데 반해 슬러지 생산량은 다른 공법에 비해 다소 낮은 것으로 나타났다. 초기 $NO_3^{-}$-N 농도가 높은 R3 반응조는 무산소 조건하에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 제거 당 가장 많은 양의 $NO_3^{-}$-N 제거 및 COD 1 mg 제거 당 가장 많은 $NO_3^{-}$-N 량이 제거되었다. Rl, R2 반응조에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 당 제거된 COD mg수는 10.41-12.63으로서 호기적 탈질을 일으킨다고 보고된 T. pantotropha 균주를 사용한 실험결과와 비슷한 값을 나타내었고, $N_2$로의 변환에 의한 질소제거를 N-balance로부터 구해보면, R3 반응조의 경우가 가장 높은 제거율(40.9%)을 보였다. 이상의 결과들을 볼 때, Bncillus 균주는 호기적 탈질을 일으킬 수 있는 가능성이 있고, Bncillus 균주를 이용한 B3 공정은 탈질에 이용되는 탄소량이 거의 없고, 적은 alkalinity 소모에 의한 경제적 이익 등 장점을 가진 공정으로 보여 진다.

보험Risk 세분화를 통한 언더라이팅 기법 선진화 방안 (The Advancement of Underwriting Skill by Selective Risk Acceptance)

  • 이찬희
    • 보험의학회지
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    • 제24권
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    • pp.49-78
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    • 2005
  • Ⅰ. 연구(硏究) 배경(背景) 및 목적(目的) o 우리나라 보험시장의 세대가입율은 86%로 보험시장 성숙기에 진입하였으며 기존의 전통적인 전업채널에서 방카슈랑스의 도입, 온라인전문보험사의 출현, TM 영업의 성장세 等멀티채널로 진행되고 있음 o LTC(장기간병), CI(치명적질환), 실손의료보험 등(等)선 진형 건강상품의 잇따른 출시로 보험리스크 관리측면에서 언더라이팅의 대비가 절실한 시점임 o 상품과 마케팅 等언더라이팅 측면에서 매우 밀접한 영역의 변화에 발맞추어 언더라이팅의 인수기법의 선진화가 시급히 요구되는 상황하에서 위험을 적절히 분류하고 평가하는 선진적 언더라이팅 기법 구축이 필수 적임 o 궁극적으로 고객의 다양한 보장니드 충족과 상품, 마케팅, 언더라이팅의 경쟁력 강화를 통한 보험사의 종합이익 극대화에 기여할 수 있는 방안을 모색하고자 함 Ⅱ. 선진보험시장(先進保險市場)Risk 세분화사례(細分化事例) 1. 환경적위험(環境的危險)에 따른 보험료(保險料) 차등(差等) (1) 위험직업 보험료 할증 o 미국, 유럽등(等) 대부분의 선진시장에서는 가입당시 피보험자의 직업위험도에 따라 보험료를 차등 적용중(中)임 o 가입하는 보장급부에 따라 직업 분류방법 및 할증방식도 상이하며 일반사망과 재해사망,납입면제, DI에 대해서 별도의 방법을 사용함 o 할증적용은 표준위험율의 일정배수를 적용하여 할증 보험료를 산출하거나, 가입금액당 일정한 추가보험료를 적용하고 있음 - 광부의 경우 재해사망 가입시 표준위험율의 300% 적용하며, 일반사망 가입시 $1,000당 $2.95 할증보험료 부가 (2) 위험취미 보험료 할증 o 취미와 관련 사고의 지속적 다발로 취미활동도 위험요소로 인식되어 보험료를 차등 적용중(中)임 o 할증보험료는 보험가입금액당 일정비율로 부가(가입 금액과 무관)하며, 신종레포츠 등(等)일부 위험취미는 통계의 부족으로 언더라이터가 할증율 결정하여 적용함 - 패러글라이딩 년(年)$26{\sim}50$회(回) 취미생활의 경우 가입금액 $1,000당 재해사망 $2, DI보험 8$ 할증보험료 부가 o 보험료 할증과는 별도로 위험취미에 대한 부담보를 적용함. 위험취미 활동으로 인한 보험사고 발생시 사망을 포함한 모든 급부에 대한 보장을 부(不)담보로 인수함. (3) 위험지역 거주/ 여행 보험료 할증 o 피보험자가 거주하고 있는 특정국가의 임시 혹은 영구적 거주시 기후위험, 거주지역의 위생과 의료수준, 여행위험, 전쟁과 폭동위험 등(等)을 고려하여 평가 o 일반사망, 재해사망 등(等)보장급부별로 할증보험료 부가 또는 거절 o 할증보험료는 보험全기간에 대해 동일하게 적용 - 러시아의 경우 가입금액 $1,000당 일반사망은 2$의 할증보험료 부가, 재해사망은 거절 (4) 기타 위험도에 대한 보험료 차등 o 비행관련 위험은 세가지로 분류(항공운송기, 개인비행, 군사비행), 청약서, 추가질문서, 진단서, 비행이력 정보를 바탕으로 할증보험료를 부가함 - 농약살포비행기조종사의 경우 가입금액 $1,000당 일반사망 6$의 할증보험료 부가, 재해사망은 거절 o 미국, 일본등(等)서는 교통사고나 교통위반 관련 기록을 활용하여 무(無)사고운전자에 대해 보험료 할인(우량체 위험요소로 활용) 2. 신체적위험도(身體的危險度)에 따른 보험료차등(保險料差等) (1) 표준미달체 보험료 할증 1) 총위험지수 500(초과위험지수 400)까지 인수 o 300이하는 25점단위, 300점 초과는 50점 단위로 13단계로 구분하여 할증보험료를 적용중(中)임 2) 삭감법과 할증법을 동시 적용 o 보험금 삭감부분만큼 할증보험료가 감소하는 효과가 있어 청약자에게 선택의 기회를 제공할수 있으며 고(高)위험 피보험자에게 유용함 3) 특정암에 대한 기왕력자에 대해 단기(Temporary)할증 적용 o 질병성향에 따라 가입후 $1{\sim}5$년간 할증보험료를 부가하고 보험료 할증 기간이 경과한 후에는 표준체보험료를 부가함 4) 할증보험료 반환옵션(Return of the extra premium)의 적용 o 보험계약이 유지중(中)이며, 일정기간 생존시 할증보험료가 반환됨 (2) 표준미달체 급부증액(Enhanced annuity) o 영국에서는 표준미달체를 대상으로 연금급부를 증가시킨 증액형 연금(Enhanced annuity) 상품을 개발 판매중(中)임 o 흡연, 직업, 병력 등(等)다양한 신체적, 환경적 위험도에 따라 표준체에 비해 증액연금을 차등 지급함 (3) 우량 피보험체 가격 세분화 o 미국시장에서는 $8{\sim}14$개 의적, 비(非)의적 위험요소에 대한 평가기준에 따라 표준체를 최대 8개 Class로 분류하여 할인보험료를 차등 적용 - 기왕력, 혈압, 가족력, 흡연, BMI, 콜레스테롤, 운전, 위험취미, 거주지, 비행력, 음주/마약 등(等) o 할인율은 회사, Class, 가입기준에 따라 상이(최대75%)하며, 가입연령은 최저 $16{\sim}20$세, 최대 $65{\sim}75$세, 최저보험금액은 10만달러(HIV검사가 필요한 최저 금액) o 일본시장에서는 $3{\sim}4$개 위험요소에 따라 $3{\sim}4$개 Class로 분류 우량체 할인중(中)임 o 유럽시장에서는 영국 등(等)일부시장에서만 비(非)흡연할인 또는 우량체할인 적용 Ⅲ. 국내보험시장(國內保險市場) 현황(現況)및 문제점(問題點) 1. 환경적위험도(環境的危險度)에 따른 가입한도제한(加入限度制限) (1) 위험직업 보험가입 제한 o 업계공동의 직업별 표준위험등급에 따라 각 보험사 자체적으로 위험등급별 가입한도를 설정 운영중(中)임. 비(非)위험직과의 형평성, 고(高)위험직업 보장 한계, 수익구조 불안정화 등(等)문제점을 내포하고 있음 - 광부의 경우 위험1급 적용으로 사망 최대 1억(億), 입원 1일(日) 2만원까지 제한 o 금융감독원이 2002년(年)7월(月)위험등급별 위험지수를 참조 위험율로 인가하였으나, 비위험직은 70%, 위험직은 200% 수준으로 산정되어 현실적 적용이 어려움 (2) 위험취미 보험가입 제한 o 해당취미의 직업종사자에 준(準)하여 직업위험등급을 적용하여 가입 한도를 제한하고 있음. 추가질문서를 활용하여 자격증 유무, 동호회 가입등(等)에 대한 세부정보를 입수하지 않음 - 패러글라이딩의 경우 위험2급을 적용, 사망보장 최대 2 억(億)까지 제한 (3) 거주지역/ 해외여행 보험가입 제한 o 각(各)보험사별로 지역적 특성상 사고재해 다발 지역에 대해 보험가입을 제한하고 있음 - 강원, 충청 일부지역 상해보험 가입불가 - 전북, 태백 일부지역 입원급여금 1일(日)2만원이내 o 해외여행을 포함한 해외체류에 대해서는 일정한 가입 요건을 정하여 운영중(中)이며, 가입한도 설정 보험가입을 제한하거나 재해집중보장 상품에 대해 거절함 - 러시아의 경우 단기체류는 위험1급 및 상해보험 가입 불가, 장기 체류는 거절처리함 2. 신체적위험도(身體的危險度)에 따른 인수차별화(引受差別化) (1) 표준미달체 인수방법 o 체증성, 항상성 위험에 대한 초과위험지수를 보험금삭감법으로 전환 사망보험에 적용(최대 5년(年))하여 5년(年)이후 보험 Risk노출 심각 o 보험료 할증은 일부 회사에서 주(主)보험 중심으로 사용중(中)이며, 총위험지수 300(8단계)까지 인수 - 주(主)보험 할증시 특약은 가입 불가하며, 암 기왕력자는 대부분 거절 o 신체부위 39가지, 질병 5가지에 대해 부담보 적용(입원, 수술 등(等)생존급부에 부담보) (2) 비(非)흡연/ 우량체 보험료 할인 o 1999년(年)최초 도입 이래 $3{\sim}4$개의 위험요소로 1개 Class 운영중(中)임 S생보사의 경우 비(非)흡연우량체, 비(非)흡연표준체의 2개 Class 운영 o 보험료 할인율은 회사, 상품에 따라 상이하며 최대 22%(영업보험료기준)임. 흡연여부는 뇨스틱을 활용 코티닌테스트를 실시함 o 우량체 판매는 신계약의 $2{\sim}15%$수준(회사의 정책에 따라 상이) Ⅳ. 언더라이팅 기법(技法) 선진화(先進化) 방안(方案) 1. 직업위험도별 보험료 차등 적용 o 생 손보 직업위험등급 일원화와 연계하여 3개등급으로 위험지수개편, 비위험직 기준으로 보험요율 차별적용 2. 위험취미에 대한 부담보 적용 o 해당취미를 원인으로 보험사고(사망포함) 발생시 부담보 제도 도입 3. 표준미달체 인수기법 선진화를 통한 인수범위 대폭 확대 o 보험료 할증법 적용 확대를 통한 Risk 헷지로 총위험지수 $300{\rightarrow}500$으로 확대(거절건 최소화) 4. 보험료 할증법 보험금 삭감 병행 적용 o 삭감기간을 적용한 보험료 할증방식 개발, 고객에게 선택권 제공 5. 기한부 보험료할증 부가 o 위암, 갑상선암 등(等)특정암의 성향에 따라 위험도가 높은 가입초기에 평준할증보험료를 적용하여 인수 6. 보험료 할증법 부가특약 확대 적용, 부담보 병행 사용 o 정기특약 등(等)사망관련 특약에 할증법 확대, 생존급부 특약은 부담보 7. 표준체 고객 세분화 확대 o 콜레스테롤, HDL 등(等)위험평가요소 확대를 통한 Class 세분화 Ⅴ. 기대효과(期待效果) 1. 고(高)위험직종사자, 위험취미자, 표준미달체에 대한 보험가입 문호개방 2. 보험계약자간 형평성 제고 및 다양한 고객의 보장니드에 부응 3. 상품판매 확대 및 Risk헷지를 통한 수입보험료 증대 및 사차익 개선 4. 본격적인 가격경쟁에 대비한 보험사 체질 개선 5. 회사 이미지 제고 및 진단 거부감 해소, 포트폴리오 약화 방지 Ⅵ. 결론(結論) o 종래의 소극적이고 일률적인 인수기법에서 탈피하여 피보험자를 다양한 측면에서 위험평가하여 적정 보험료 부가와 합리적 가입조건을 제시하는 적절한 위험평가 수단을 도입하고, o 언더라이팅 인수기법의 선진화와 함께 언더라이팅 인력의 전문화, 정보입수 및 시스템 인프라의 구축 등이 병행함으로써, o 보험사의 사차손익 관리측면에서 뿐만 아니라 보험시장 개방 및 급변하는 보험환경에 대비한 한국 생보언더라이팅 경쟁력 강화 및 언더라이터의 글로벌화에도 크게 기여할 것임.

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