• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권4호
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• pp.508-514
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• 2010

본 논문은 커먼레일 디젤엔진의 정속운전시 배출되는 나노크기의 입자상 물질을 분석하는데 초점을 두었다. 디젤산화촉매 후단에서 나노입자상 물질의 개수농도 저감수준은 크지 않았으나 매연여과장치 후단에서 분석한 결과 1,000배 정도 저감되는 결과를 확인하였다. 고속 고부하 조건에서는 매연여과장치의 자연재생 효과로 인해 입자상 물질은 증가하였다. 연료분사시기를 BTDC $6^{\circ}CA$ 에서 ATDC $4^{\circ}CA$까지 지각시킨 결과 입자상 물질의 개수농도는 감소하였지만 최지각 조건인 ATDC $9^{\circ}CA$에서는 증가하는 결과를 확인하였다. EGR 적용시 핵화모드 입자상 물질은 저감되는 경향을 보였으며 축적모든 입자는 증가하였다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 1998년도 한국대기보전학회 추계학술대회 발표 논문집
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• pp.183-185
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• 1998

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권4호
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• pp.351-358
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• 2015

세계적인 배출가스 규제의 강화와 함께 화석 연료의 매장량 감소와 유가 상승은 새로운 엔진 기술 개발을 촉진시켰다. 가솔린 직접 분사(GDI; Gasoline Direct Injection) 엔진은 연료를 직접 연소실에 공급하고 정밀한 연소제어를 통해 공연비가 희박한 혼합 상태에서도 연소가 가능하게 하였는데, 이러한 방식은 기존 포트 분사 엔진보다 연비와 출력을 모두 향상시킬 수 있다. 하지만 GDI엔진은 디젤 엔진의 경우와 마찬가지로 soot 발생률이 높아짐에 따라 입자상 물질의 배출이 증대되는 문제를 안고 있다. 이러한 문제를 해소하고자 본 연구에서는 가솔린 입자상 물질 필터(GPF; Gasoline Particulate Filter)를 개발하여 입자상 물질의 배출정도를 저감시키고자 하였다. 필터의 설계 효율에 따라 3가지의 Metal foam 필터와 단일 Metal fiber 필터를 실험에 적용하여 PM과 PN의 저감률을 비교하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권6호
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• pp.95-104
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• 2019

화재 시 발생하는 연기는 가스상 물질과 이들을 흡착한 미연탄소 등의 입자상 물질로 이루어져 있다. 연기 중 가스상 물질의 흡입에 의한 인체피해는 대부분 단기적으로 이루어지는 데 비하여 입자상 물질의 흡입에 의한 피해는 가스상의 흡착상태에 따라서 상대적으로 장기적으로 이루어진다. 입자상 물질이 호흡기벽에 침착하여 호흡기 및 순환기 계통에 영향을 미치는 것과 관련하여, 침착되는 연기입자의 양과 호흡기 내 침착위치는 인체피해 산정의 중요한 요소인데, 이들은 연소조건에 영향을 받는 크기 및 농도 등 입자상태와 함께 호흡조건에 영향을 받는다. 이 연구에서는 화재 시 발생하는 연기의 흡입에 의한 인체피해 연구와 관련된 호흡기 내 연기입자 침착특성 파악을 위하여 연료종류, 연소조건 및 호흡조건에 따라 호흡기 내 영역별로 침착되는 연기입자의 입경에 따른 개수 및 질량 농도를 구하였다. 또한 각 조건별로 흡입연기의 일정기간 동안 호흡기 내 질량 침착량을 대기환경 미세먼지 기준치와 비교 분석하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제18권3호
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• pp.155-160
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• 2013

Worldwide harmonized light-duty vehicle test procedure (WLTP) for emission certification has been developed in WP.29 forum in UN ECE since 2007. The test procedure is expected to be applied to Korean light-duty diesel vehicles at the same time of adoption in Europe. The air pollutant emissions from light-duty vehicles have been regulated with weight per distance travelled which means the driving cycles can affect the results. The six Euro-5 light-duty diesel vehicles including sedan, SUV and truck have been tested with WLTP, NEDC which is used for emission certification for light-duty diesel vehicles, and CVS-75 to estimate how much particle number emission can be affected by different driving cycles. The averaged particle number emissions have not shown statistically meaningful difference. The maximum particle number emission have been found in Low speed phase of WLTP which is mainly caused by cooled engine conditions. The amount of particle number emission in cooled engine condition is much different as test vehicles. It means different technical solution is required in this aspect to cope with WLTP driving cycle.

• 한국분무공학회지
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• 제17권4호
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• pp.185-191
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• 2012

Particulate matters (PM) that is generated by most diesel engine is regulated by the mass concentration measured by the conventional method it had been. Recently, Europe PMP (Particle Measurement Program) decided to start the regulation of vehicle's nano-sized particle number (PN) from the year of 2011 because of nano-particle's higher degree of harm to the human body. So firstly, the standard level of PN emission is introduced in the Euro 5/6 emissions regulation with a limit of $6{\times}10^{11}$ per km for light duty vehicle. Also KPMP(Korea Particle Measurement Program) was organized to copy quickly international technical trend. In this paper, it was investigated the nano-sized PN measurement characteristics for different particle generators between spray type and soot type. And the difference ratio between particle generators, the characteristic of PN concentration, counting efficiency and linearity was analyzed. Then, we make conclusions as followed. When particle diameter is increased, counting efficiency of two generators is decreased. Also Secondary calibration method is more higher 3% than Primary calibration method. Finally, SOF which is included in soot particles is not totally removed so it have great influence on test result of counting efficiency and linearity.

• 한국분무공학회지
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• 제12권1호
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• pp.65-70
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• 2007

This paper is to investigate the characteristics of exhaust emissions and nano-particle emission from diesel passenger vehicle according to using biodiesel fuel as an alternative fuel. In this work, the particulate matters (PM) of exhaust emissions in diesel engine were investigated by number of particles and mass measurement. The mass of the total PM was measured using the standard gravimetric measurement method, the total number concentrations were measured on a ECE15+EUDC driving cycle using Condensation Particle Counter (CPC). Total PM emission was reduced $2{\sim}38%$ and number concentration was reduced $1{\sim}27%$ according to increasing blended ratio of biodiesel with diesel fuel. Total PM emission was reduced more than particle number emission because volatile particles were measured in total PM but were not measured in particle number emissions.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권7호
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• pp.737-744
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• 2012

차량에 의한 대기오염을 실제 주행 조건에서 시간과 공간에 구애받지 않고 실시간으로 측정하기 위하여 이동형 배출가스 측정장치(MEL)가 제작되었다. 미니밴 차량에 CO, NOx, $CO_2$와 같은 배출가스 측정 장비와 입자의 수농도 및 입경별 개수농도 분포 측정을 위한 FMPS, CPC가 탑재되었다. 차량 전단에 장착되는 흡입 샘플링 포트를 사용하여 여러 종류의 차량 추적 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 MEL의 상세 사양 및 이를 이용하여 디젤 및 가솔린 연료를 사용하는 승용차량들을 추적 실험한 결과를 나타내었다. 디젤 차량에서 배출되는 입자의 수농도는 가솔린 차량에서 배출되는 입자의 수농도보다 높았으며 다량의 극미세입자를 포함하고 있었다. 하지만, 직접분사식 가솔린 차량은 DPF가 장착된 디젤 차량에 비하여 50 nm 이상의 입경 영역에서 입자의 농도가 높은 경향을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권2호
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• pp.356-368
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• 2008

본 연구에서는 계면활성제, 오일, 암모니아 수용액으로 이루어진 시스템에 보조계면활성제 첨가가 단일상의 마이크로에멀젼을 이용한 실리카 나노입자 제조에 미치는 영향에 관하여 살펴보았다. 동일한 연속상의 오일을 사용한 경우, 단일상의 W/O 마이크로에멀젼 영역은 계면활성제와 연속상 오일의 상호작용에 의하여 결정되었다. 예를 들어 연속상 오일로 cyclohexane을 사용한 경우에는 실험에 사용한 NP(nonylphenol ethoxylate) 계면활성제 중에서 NP-5가 가장 넓은 W/O 마이크로에멀젼 영역을 나타냈으며, NP-4가 가장 좁은 W/O 마이크로에멀젼 영역을 나타내었다. NP 계면활성제 시스템에 n-propanol을 보조계면활성제로 첨가한 경우, 단일상의 영역은 연속상 오일의 종류에 따라 증가 또는 감소하였다. 예를 들어, cyclohexane과 isooctane 시스템에서는 n-propanol 첨가에 따라 단일상의 마이크로에멀젼 영역은 감소하나 n-heptane 시스템의 경우에는 증가하였다. 실리카 나노입자 실험을 수행한 결과에 의하면 NP 계면활성제 시스템의 경우 보조계면활성제를 첨가함에 따라 한 상의 영역에서의 제조와 관계없이 많은 수의 불균일한 입자가 생성되었다. LA-5 계면활성제와 n-heptane 시스템에서의 n-propanol 첨가는 입자의 크기는 감소하며, 개수는 증가하는 경향을 나타내었다. 이는 n-propanol 첨가량이 증가함에 따라 계면활성제의 소수 결합이 증가하여 마이크로에멀젼 사이의 상호 물질 교환이 잘 일어나지 않기 때문으로 생각된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.40-40
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• 2011

반도체 소자의 미세화와 더불어 세정공정의 중요성이 차지하는 비중이 점점 커지고, 이에 따라 세정 기술 개발에 대한 요구가 증대되고 있다. 기존 세정 기술은 화학약품 위주의 습식 세정 방식으로 패턴 손상 및 대구경화에 따른 어려움이 있다. 따라서 건식세정 방식이 활발하게 도입되고 있으며 대표적인 것이 에어로졸 세정이다. 에어로졸 세정은 기체상의 작동기체를 이용하여 에어로졸을 형성하고 표면 오염물질과 직접 물리적 충돌을 함으로써 세정한다. 하지만 이 또한 생성되는 에어로졸 내 발생 입자로 인해 패턴 손상이 발생하며 이러한 문제점을 극복하기 위하여 대두되는 것이 가스클러스터 세정이다. 가스 클러스터란 작동기체의 분자가 수십에서 수백 개 뭉쳐 있는 형태를 뜻하며 이렇게 형성된 클러스터는 수 nm 크기를 형성하게 된다. 그리고 짧은 시간의 응축에 의해 수십 nm 크기까지 성장하게 된다. 에어로졸 세정과 다르게 클러스터가 성장할 환경과 시간을 형성하지 않음으로써 작은 클러스터를 형성하게 되며 이로 인해 패턴 손상 없이 오염입자를 제거하게 된다. 이러한 가스 클러스터 세정을 최적화하기 위해서는 설계 단계부터 노즐 내부 유동의 수치해석에 기반한 입자 크기 분포를 계산하여 반영하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 상용 수치해석 프로그램을 이용하여 세정 환경을 조성하는 조건에서의 노즐 내부 유동을 해석하고, 이를 통해 얻어진 수치를 이용하여 aerosol general dynamic equation (GDE)를 계산하여 발생하는 클러스터의 크기 분포를 예측하였다. GDE 계산 시 입자의 크기 분포를 나타내기 위해서는 여러 가지 방법이 존재하나 본 연구에서는 각 입자 크기 노드별 개수 농도를 계산하였다. 노즐 출구에서의 가스 클러스터 크기를 예측하기 위하여 먼저, 노즐 내부 유속 및 온도 분포 변화를 해석하였다. 이를 통하여 온도가 급격하게 낮아져 생성된 클러스터의 효과적 가속 및 에너지 전달이 가능함을 확인할수 있었다. 이에 기반하여 GDE를 이용한 입자 크기를 예측한 결과 수 나노 크기의 초기 클러스터가 형성되어 온도가 낮아짐에 따라 성장하는 것을 확인할 수 있었으며, 최빈값의 분포가 실험적 측정값과 일치하는 경향을 가지는 것을 볼 수 있었다. 이는 향후 확장된 영역에서의 유동 해석과 증발 등 세부 요소를 고려한 계산을 통해 가스 클러스터 세정 공정의 최적화된 설계에 도움이 될 것이다.