• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권11호
• /
• pp.1065-1072
• /
• 2012

바이오디젤 연료는 그 안에 포함된 산소성분으로 인해 압축착화엔진에 사용했을 때 일반디젤 연료보다 더 적은 입자상 물질을 배출한다. 따라서 이 연료를 저온연소 기법에 적용하는 경우 보다 효과적으로 $NO_x$-PM을 동시 저감할 수 있고 그로부터 저온연소 운전영역의 확장을 기대할 수 있다. 이번 연구에서는 일반디젤과 대두유 기반의 바이오디젤 연료를 이용하여 산소농도 5~7%의 Dilution controlled regime에서 저온연소 운전을 구현하고 성능 및 배기 특성을 조사하였다. 엔진 실험 결과로부터 바이오디젤 연료의 경우 디젤에 비해 약 14% 낮은 발열량에도 불구하고 높은 세탄가 및 함산소 성질로 인한 연소효율 증가로 동일 연료량 분사 시 이보다 더 낮은 약 10~12% 정도의 출력이 감소함을 볼 수 있었다. 배기 측면에서도 바이오디젤 내 산소원자가 입자상물질의 산화반응을 촉진하여 최대 90%의 smoke 저감이 가능함을 관찰하였다. 또한 엔진 과급 실험으로부터 과급을 사용하여 저온연소 및 바이오디젤 사용으로 인한 출력 저하를 개선할 수 있음을 확인하였으며 과급과 바이오디젤 연료의 동시 적용을 통해 산소농도 11~12%의 EGR 가스 투입으로도 저온연소에 상응하는 PM-$NO_x$ 동시 저감이 가능함을 보여주었다. 이런 결과는 결국 이와 같은 과급 및 바이오디젤 연료의 적절한 조합으로부터 엔진 출력 향상과 배기특성 개선이 동시에 달성할 수 있고 이로부터 운전영역의 확대가 가능함을 의미한다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 2015년도 제51회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
• /
• pp.283-283
• /
• 2015

• 기계저널
• /
• 제23권6호
• /
• pp.427-433
• /
• 1983

내연기관의 성능은 실린더에서 연료의 화학에너지가 열에너지로 얼마만큼 빠르고 완전하게 변화하느냐에 좌우된다. 이를 위해서는 실린더 내에서 뜨거운 압축공기와 연료의 혼합 및 증기화가 요구된다. 엔진의 출력은 매 사이클당 흡입.압축할 수 있는 공기량에 좌우되므로 연소의 해석을 위해서는 실린더 내의 공기유동, 연료의 분무 및 연소과정을 이해 해야한다. 배기와 엔진효율의 요구성때문에 희박 혼합기 또는 EGR (exhaust gas recirculation)이 필요하게 된다. 그러나 희석이 크면 낮은 연소온도, 낮은 층류흐름속도와 화염전면의 낮은 난류강도 때문에 연소기간이 증대하게 된다. 실제로 희박의 증가는 실화 또는 긴 연소 지연기간, 사이클 마다의 연소맥동현상, HC배기의 증가등을 초래하게 된다. 이러한 저온연소의 단점들은 연소상태를 안정시키고 연소량을 증대시키는 공기의 유동을 이용해서 해결 될 수 있다. 최근에는 선회류와 난류의 강도를 증가시켜서 빠른연소(fast burning)를 이루고 있다. 선회류와 난류의 강도를 증대시키는 가장 중요한 2가지 방법은 흡입포트(port), 매니홀드(manifold)설계이다.

• 기계저널
• /
• 제30권6호
• /
• pp.521-534
• /
• 1990

유동층 연소방식을 이용한 열병합설비는 상당수가 전세계적으로 성공리에 운전되고 있으며, 연료의 폭넓은 수용성, 저온연소에 기인한 저공해 특성으로 인해 기존연소 방식보다 월등한 강 점이 인정되고 있다. 따라서 에너지 활용의 극대화와 환경오염의 최소화라는 두가지 명제를 만족시키는 금세기 최대의 매력적인 석탄 연소 방법으로서 유동층 연소 기술은 지속적인 확산이 예상된다. 그러나 그 동안의 문제가 제작자와 사용자의 노력에 의해 거의 해결되었다고는 하나, 아직도 대형화 및 기본설계상의 문제가 부분적으로 해결되어야할 숙제로 남아 있다. 최근의 추세는 다양한 형태의 설계개념이 차츰 서로 비슷해지는 추세로서, 이는 구체적인 설계과정에서 최적 시스템으로 취합되는 경향을 나타내고 있다. 각공정에 맞는 최적 시스템/최적 설계를 도 입하기 위해서는 각 제작자의 독특한 시스템에 대한 검토 분석이 있어야 하며, 사용코자하는 연료와 석회석의 물리화학적 특성을 사전에 분석하여 선택코자 하는 유동층 시스템과의 적합성 여부에 대한 사전 검토가 요망된다.

• 한국분무공학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.21-26
• /
• 2013

Diesel low temperature combustion (LTC) is the concept where fuel is burned at a low temperature oxidation regime so that $NO_x$ and particulate matters (PM) can simultaneously be reduced. There are two ways to realize low temperature combustion in compression ignition engines. One is to supply a large amount of EGR gas combined with advanced fuel injection timing. The other is to use a moderate level of EGR with fuel injection at near TDC which is generally called Modulated kinetics (MK) method. In this study, the effects of fuel injection pressure on performance and emissions of a single cylinder engine were evaluated using the latter approach. The engine test results show that MK operations were successfully achieved over a range of with 950 to 1050 bar in injection pressure with 16% $O_2$ concentration, and $NO_x$ and PM were significantly suppressed at the same time. In addition, with an increase in fuel injection pressure, the levels of smoke, THC and CO were decreased while $NO_x$ emissions were increased. Moreover, as fuel injection timing retarded to TDC, more THC and CO emissions were generated, but smoke and $NO_x$ were decreased.

• 한국추진공학회지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.61-68
• /
• 2010

본 연구에서는 가스터빈 연소기의 고공환경 모사 점화 성능 시험을 목적으로 소형 고공환경 모사 시험 설비를 구축하였고 이에 대한 성능 실험을 수행하였다. 고공환경 조건인 저압 환경 구현을 위해서는 초음속 디퓨저를 사용하였고, 저온 환경 구현을 위해서는 드라이아이스를 냉각제로 사용한 열교환기를 사용하였다. 저압 환경 구현 성능 실험 결과 연소기로 20g/s의 공기 공급 상태에서도 연소기 내부에 고도 약 6,100m에 해당하는 저압 환경 구현이 가능한 것을 확인하였다. 또한 저온 환경 구현 성능 실험 결과 연소실 내부에 고도 6,100m 이상의 저온 환경 구현이 가능한 것을 알 수 있었으며, 상온공기와 냉각공기의 혼합율 조절로 다양한 고도의 저온 환경 구현이 가능한 것을 확인하였다.

• 기계저널
• /
• 제55권6호
• /
• pp.45-48
• /
• 2015

이 글에서는 저온 플라즈마를 이용한 연소로 배출 가스상 오염 물질을 제거하는 방법에 대해 소개하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권12호
• /
• pp.1121-1126
• /
• 2010

1.9L 커먼레일 직접분사 디젤 엔진을 이용하여 1500rpm 2.6bar BMEP 에서 다량의 EGR (약 41%)과 연료분사 제어를 통한 저온디젤연소 영역에서 연료의 특성이 연소와 배기가스에 미치는 영향을 분석하 였다. 사용한 연료는 세탄가 30 에 대하여 방향족 성분 (20%: A20, 45%: A45)과 T90 온도($270^{\circ}C$: T270, $340^{\circ}C$: T340)의 조합으로 네 개이다. 주어진 엔진 운전 영역에서 실험계획법을 이용하여 방향족 성분 및 T90 온도에 따른 연소 및 배기가스에 미치는 영향을 분석하였다. 착화지연 기간은 T90 온도가 지배적인 인자로 T90 온도 증가에 따라 착화지연 기간도 증가하였다. 저세탄가에 의한 착화지연 기간의 증가로 네 가지 연료 모두 PM 배출은 거의 없었다. NOx 배출은 방향족 성분이 지배적인 인자로 방향족 성분증가에 따라 NOx 배출이 증가하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권10호
• /
• pp.941-946
• /
• 2010

1.7L 커먼레일 직접분사 디젤엔진에 대하여 바이오 디젤 연료가 conventional 연소(PM-NOx 트레이드오프 존재)와 저온 연소(low temperature combustion, LTC)에서 배기가스 배출에 미치는 영향을 분석하였다. LTC 연소는 conventional 연소 대비 다량의 EGR 과 연료분사 조건 최적화를 통하여 이루어졌다. 실험에 사용한 두 가지 연료는 초저유황 디젤연료(ultra low sulfur diesel fuel, ULSD), ULSD 에 대두유를 20%(vol. base)혼합한 바이오 디젤 연료(B20)이다. 사용된 연료에 관계없이 LTC 연소를 통하여 conventional 연소 대비 PM 및 NOx 의 동시 저감이 가능하였다. 동일한 엔진작동 조건에 대하여 conventional 연소의 경우 B20 는 ULSD 보다 PM은 적게 배출되나, NOx 는 많이 배출되었다. LTC 연소의 경우 B20 는 ULSD 보다 PM 및 NOx 생성이 많았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
• /
• pp.149-152
• /
• 2009

파이로스타터는 일종의 가스발생기로써, 내부에 충전되는 저온 고체 추진제의 연소가스를 통해 시동에 필요한 에너지를 터빈에 공급한다. 파이로스타터의 연소관에 충전된 저온 고체추진제를 연소시키기 위한 초기 에너지를 공급해 주기 위해서는 파이로스타터 및 고체추진제의 특성과 형상에 맞는 점화기 설계가 필요하다. 이에 C.B.T 시험을 수행하여 초기 연소실 내부의 충분한 압력 증가를 확보할 수 있는 점화기의 주요 설계 인자를 결정하였다. 파이로스타터의 연계연소시험을 통해 신뢰성 있는 점화 특성을 확인하였고, 점화장약 충전량에 대한 간단한 해석을 수행하였다.