다단연소 사이클 로켓엔진용 산화제과잉 예연소기 연소성능 평가를 위해 점화시험을 수행하였다. 산화제과잉 예연소기는 혼합비 60, 20 MPa의 연소압에서 작동하도록 설계되었다. 케로신과 액체산소의 일부는 혼합헤드를 통해 연소실로 공급되어 산화제과잉 환경에서 연소되며 나머지 액체산소는 연소실 중앙에 위치한 분사구를 통해 연소실에 주입되어 기화된다. 접촉발화성 연료로 별도의 점화용 분사기 없이 전체 분사기를 통해 점화용 추진제를 공급하여 점화하는 방식을 사용하였다. 안정적 점화를 위해 각각의 추진제를 2단으로 공급하여 점화할 수 있도록 하였다. 시험결과 설계유량의 45% 이하의 저유량 점화구간에서 저주파 진동이 발생하였다. 저주파 진동을 피하기 위해 저유량 구간을 최소화하는 방식으로 설계 연소압까지 안정적 점화를 유도할 수 있었다.
V-gutter형 보염기가 장착된 모델 연소기에서 연소불안정이 발생할 때 보염기 근처에서 나타나는 화염의 역화 및 재점화 구조를 조사하였다. 연소기는 단면이 $40{\times}40mm$인 긴 덕트 형태이며 연료는 천연도시가스(CNG)를 사용하였다. 화염 구조를 가시화하기 위해서 고속 카메라를 이용한 자발광 계측을 하였다. 연소불안정이 발생하면 화염의 역화가 발생하며, 역화의 진행거리는 당량비에 따라서 달라졌다. 일정 당량비 이상에서는 역화가 진행됨에 따라 보염기 앞쪽 끝단에서 새로운 화염면이 형성된다. 흡입되는 혼합기의 속도가 증가하면서 역화되었던 화염면은 뒤로 밀리게 되고, 이때 보염기 안쪽에 형성된 재순환 영역으로 혼합기가 유입되면서 재점화가 이루어지는 것을 확인하였다.
The current study has investigated the effects of biodiesel blended with gasoline on the spray characteristics in a Constant Volume Combustion Chamber (CVCC). With the concentration of 5, 10, 15 and 20% by volume, biodiesel was blended with commercial gasoline and performed on the macroscopic visualization test. Pure gasoline and biodiesel were also tested as the reference. The shadowgraph technique was conducted in the constant volume chamber. The spray images were recorded by a high speed video camera with frame speed 10,000 frame per second. Fuel injection was set at 800, 1000 and 1,350 bar with the simulated speed 1,500 and 2,000 rpm. The back pressure was controlled at 20 bar. The spray angle and penetration tip were measured and analyzed by using the image processing. At the high injection pressure, the spray penetration length with the simulated speed 1,500 rpm showed that B100 was lower than GB00-20 whereas the spray penetration length with the simulated speed 2,000 rpm exhibited that GB blends and B100 were insignificantly different. Due to biodiesel concentration, its effects on spray angles were observed throughout injection periods (T1, T2 and T3). At the simulated speed 1,500 rpm, the spray angle of GB blends and B100 presented the same pattern following injection timing. In addition, when the simulated speed increased to 2,000 rpm the different spray angle of all blends disappeared at main injection (T3).
석탄의 종류와 농도 및 CWM의 유동성을 증가시키기 위해 첨가되는 계면활성제와 전해질이 CWM의 유동특성에 미치는 영향을 조사하였다. 탄종에 따른 CWM의 점도는 O/C 비가 높을 수록 높게 나타났다. 또한 CWM은 항복응력을 갖는 비뉴톤유체의 특성을 나타내며, 항복응력은 농도가 증가함에 따라 선형적으로 증가하였다. 첨가제로 사용된 계면활성제에 따른 CWM의 유동특성은 첨가되는 계면활성제의 농도에 관계없이 n<1인 pseudoplastic의 특성을 나타내었다. 또한 전해질의 투입량이 증가할수록 n은 1로 접근하여 CWM이 뉴톤유체에 접근하는 것으로 나타났으며, 전해질을 0.05wt.% 이상 첨가하였을 때는 항복응력이 나타나지 않았다.
초소형 정적 연소기의 연소 성능에 대한 실험을 수행하였다. 연소기 형상과 크기의 영향을 알아보기 위해 몇 가지 형태의 연소기를 제작하였다. 연소기는 납작한 원통형 정적 연소기로써 연소기의 지름이 15mm인 경우에 대해서 높이가 1mm, 2mm, 3mm인 것을 제작하였고, 지름의 영향을 알아보기 위해서 연소기의 높이와 지름이 각각 2mm 와 7.5mm 인 것을 제작하였다. 사용된 연료는 당량비 1인 메탄과 공기의 혼합기체와 당량비 1과 2인 수소와 공기 혼합 기체이다 실험을 통하여 연소중의 압력 변화를 측정하였다. 최대 압력은 연소기의 높이와 초기 압력이 증가할수록 증가하였다 화염의 전파를 쉴리렌 방법을 이용하여 가시화를 하였다. 열손실의 영향을 극복하고 화염의 전파가 가능하게 하는 초기 압력을 제시하였다.
인산형 연료전지에서 cathode 및 anode 전극의 반응 면적을 넓혀 전극성능을 향상시키고자 전극 촉매층에 가스 확산로를 도입하였다. 촉매층의 제작은 기체확산로로 이용하고자 제조된, 촉매가 담지되어 있지 않은 PTFE/carbon과 10w/o의 촉매가 담지된 Pt/carbon을 혼합 비율을 달리하면서 촉매 분말법으로 제작하였다. PTFE를 60w/o 담지한 PTFE(60 w/o)/carbon 분말과 Pt(10 w/o)/carbon분말을 7 : 3의 비율로 혼합하여 제조된 전극이 가장 우수한 성능을 보였다. 이들 조성을 변화시키면서 전극의 다공성과 전극성능을 비교 검토하여 본 결과 전극성능은 기체 확산로로 이용되는 macro pore와 전해질의 침투로 이용되는 micro pore 모두가 많이 형성됨에 따라 향상되었음을 알 수 있었다. 이때 전극에 담지된 백금 촉매의 양은 0.2mg/$\textrm{cm}^2$이었으며 PTFE함량은 42w/o이었다. 작동온도 15$0^{\circ}C$, 단자전압 0.7 V에서 전류밀도는 220 ㎃/$\textrm{cm}^2$이었다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제39권1호
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pp.8-12
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2015
비에스테르화 바이오 디젤유는 에스테르화 공정을 거치지 않기 때문에 공정에 드는 비용이 절감되며 경유에 5%로 혼합하여 전자제어 분사식 디젤엔진에 사용할 경우 에스테르화 바이오 디젤유보다 경유에 더 유사한 성능을 나타내었다. 이러한 연구를 바탕으로 경유에 5% 혼합된 비에스테르화 바이오 디젤유를 전자제어 분사식 디젤엔진에 적용하기 위해서는 성능 최적화가 필요하다. 본 연구에서는 비에스테르화 바이오 디젤유의 성능 최적화를 위한 기초 실험으로 연료소비율, 질소산화물 및 도시평균유효압력을 반응치로 정하고 제어 가능한 6가지 인자에 대해서 그 영향력을 평가하고자 부분요인배치법을 이용하여 25%와 50%의 부분 부하에서 실험을 수행하였다. 그 결과 6가지 인자 중 분사시기 및 커먼레일압력이 가장 큰 영향을 미쳤고 각 부하에서 영향의 크기는 다르게 나타났다.
본 연구에서는 보염기가 장착된 덕트형 연소기에 음향 가진을 주었을 때 화염의 날림 현상을 이해하기 위한 실험을 수행하였다. 화염 구조를 관측하기 위한 촬영기법으로는 $OH^*$ 자발광이 적용되었고 POD (Proper Orthogonal Decomposition) 알고리즘을 이용하여 이미지를 분석하였다. 연료는 메탄이 주 성분인 도시가스를 사용했으며 당량비를 낮춤으로써 화염 날림이 발생하도록 하였다. 공기 공급 유량, 가진 주파수 및 음압에 변화를 주며 실험을 하여 화염 날림이 발생하는 당량비를 측정하였다. 실험 조건에 따라 화염 날림 당량비 값이 크게 달랐으며 이러한 당량비 값에 변화를 주는 요인은 보염기 후류의 와류 주파수와 연소기 공진 효과의 영향으로 판단된다.
As a demand for an automobile increases, air pollution and a problem of the energy resources come to the fore in the world. Consequently, governments of every country established ordinances for green-house gas reduction and improvement of air pollution problem. Especially, as international oil price increases, engine using clean energy are being developed competitively with alternative transportation energy sources development policy as the center. Bio ethanol, one of the renewable energy produced from biomass, gained spotlight for transportation energy sources. Studies are in progress to improve fuel supply methods and combustion methods which are key features, one of the engine technologies. DI(Direct Injection), which can reduce fuel consumption rate by injecting fuel directly into the cylinder, is being studied for Green-house gas reduction and fuel economy enhancement at SI(Spark Ignition). GDI(Galoine Direct Injection) has an advantage to meet the regulations for fuel efficiency and $CO_2$ emissions. However it produces increased number of ultrafine particles, that yet received attention in the existing port-injection system, and NOX. As fuel is injected into the cylinder with high-pressure, a proper injection strategy is required by characteristics of a fuel. Especially, when alcohol type fuel is considered. In this study, we tried to get a base data bio-ethanol mixture in GDI, and combustion for optimization. We set fuel mixture rate and fuel injection pressure as parameters and took a picture with a high speed camera after gasoline-ethanol mixture fuel was injected into a constant volume combustion chamber. We figured out spraying characteristic according to parameters. Also, we determine combustion characteristics by measuring emissions and analyzing combustion.
폐자동차 shredder line에서 발생한 ASR 재질을 사용하여 가열성형법으로 RDF 시편을 제조하기 위한 실험을 수행하였다. 성형 실험은 ASR 재질 가운데 플라스틱, 섬유 및 스폰지의 3종을 선택하고 이들을 미리 크기 10mm 이하로 절단하여 사용하였으며, 성형용 mold는 직경 40, 60 및 80mm의 3종류를 사용하였다. 실험결과 가열온도, 가열시간 및 재질 혼합비가 RDF 성형에 중요한 변수로 나타났으며, 가열온도가 높을수록 또한 스폰지 함량이 낮을수록 성형상태는 양호하였다. RDF 시편의 성형밀도는 성형조건에 따라 0.5∼0.9gr/ml 의 범위인 것으로 확인되었으며, 스폰지 혼합비율이 클수록 성형밀도는 낮았다. RDF 성형시편의 파괴강도는 대체로 0.8∼3.0MPa의 값을 보였으며, 성형밀도가 증가할수록 강도가 향상되었다. 한편, 가열온도가 높을수록 ASR 재질의 용융부위가 늘어나 성형밀도가 증가하며, 이에 따라 RDF 시편의 파괴강도는 상대적으로 높아지는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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