• 한국자동차공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.380-388
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• 2017

Wood pyrolysis oil(WPO) has been regarded as an alternative fuel for diesel engines. However, WPO is not feasible for use directly in diesel engines due to its poor fuel quality such as low energy density, high acidity, high viscosity and low cetane number. The most widely used approach to improve WPO fuel quality is to blend WPO with other hydrocarbon fuels that have a higher cetane number. However, WPO and fossil fuels are not usually blended because of their different polarity. Also, clogging and polymerization problems in the fuel supply system can occur when the engine is operated with WPO. Polymerization can be prevented by diluting WPO with other alcohol fuels. However, WPO-alcohol blended fuel does not produce self-ignition. Therefore, additional cetane enhancement to the blended fuel is required to enhance auto-ignitability. In this study, WPO was blended with n-butanol and two cetane enhancements(PEG 400 and 2-EHN) for application to a diesel generator. Experimental results showed that the WPO-butanol blended fuel achieved a very stable engine operation under maximum WPO content of 20 wt%.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.1-6
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• 2016

자동차화재는 매년 5,000건 이상의 사고가 발생되며, 직접적인 피해 뿐 아니라 교통혼잡과 공해물질 배출 등 많은 2차적 손실을 가져온다. 최근에는 자동차 연료로서 휘발유에 에탄올을 섞는 것을 미국 등 여러 나라에서 상용화하고 있는데 이는 기존의 화석연료의 사용을 억제하고 바이오연료의 소비를 촉진시키기 위함이며, 향후 법제화를 통해 이러한 에탄올 함유량을 향후 더 크게 늘릴 예정이다. 본 연구에서는 에탄올을 혼합한 가솔린 연료를 사용하는 자동차의 엔진과 후처리 시스템 화재 위험성을 조사하기 위해 PSR로 모델링한 엔진에서 연소특성을 조사하였다. 에탄올 첨가 연료를 사용하는 경우에는 에탄올 분율이 증가하면 열적인 화재 가능성이 감소되었다. 또한, NOx와 CO 배출량이 감소하였지만, 미연탄화수소의 배출은 증가됨으로 예측되었다. 이러한 결과는 후처리 장치 중 기존의 삼원촉매의 경우에는 보다 저온이 예측되므로 열적인 화재발생이 감소한다고 예상되지만, 미연탄화수소의 증가로 후처리장치에 고온분위기가 형성되어야 하므로 화재의 위험성이 증가될 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.453-459
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• 2004

An axially staged combustor equipped with an LPP combustion system and CMC liner walls has been investigated for stable combustion and low NOx emissions for the ESPR project. Several fuel injectors were designed and manufactured for the LPP burner, and single sector combustor tests were conducted to evaluate fundamental combustion characteristics such as emissions, instabilities, auto-ignition, and flash back at typical operating conditions from idle to Mn 2.2 cruise. The latest test results showed that the LPP burner had a good potential for the low NOx target. It was also found that the NOx emission level was greatly affected by a distortion in the air flow velocity field upstream of the LPP burner due to the diffuser and fuel feed arm. The CMC material was investigated to apply for the high temperature and low NOx combustor. Annular combustor liner walls were manufactured with the CMC material, and they have been tested at low pressure conditions to evaluate the soundness of the material and the mounting and seal system. This paper reports the latest research activities on the LPP combustion system and CMC liner walls for the ESPR project.

• 한국분무공학회지
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• 제23권4호
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• pp.192-204
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• 2018

In this study, a 3D CFD analysis method for the combustion process was established for a low calorific value syngas-diesel dual-fuel engine operating under very lean fuel-air mixture condition. Also, the accuracy of computational analysis was evaluated by comparing the experimental results with the computed ones. To simulate the combustion for the dual-fuel engine, a new dual-fuel chemical kinetics set was used that was constituted by merging two verified chemical kinetic sets: n-heptane (173 species) for diesel and Gri-mech 3.0 (53 species) for syngas. For dual-fuel mode operations, the early stage of combustion was dominated by the fuel burning inside or near the spray plume. After which, the flame propagated into the syngas in the piston bowl and then proceeded toward the syngas in the squish zone. With the baseline injection system and piston shape, a significant amount of unburned syngas was discharged. To solve this problem, effects of the injection parameters and piston shape on combustion characteristics were analyzed by calculation. The change in injection variables toward increasing the spray plume volume or the penetration length were effective to cause fast burning in the vicinity of TDC by widening the spatial distribution of diesel acting as a seed of auto-ignition. As a result, the unburned syngas fraction was reduced. Changing the piston shape with the shallow depth of the piston bowl and 20% squish area ratio had a significant effect on the combustion pattern and lessened the unburned syngas fraction by half.

• 한국가스학회지
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• 제23권6호
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• pp.90-96
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• 2019

셰일가스의 채굴량 확장과 러시아를 통한 PNG (Pipeline Natural Gas)의 도입은 천연가스가 유력한 대체 연료임을 시사해주고 있다. 따라서 향후 증대될 천연가스의 공급에 맞추어 해당 연료의 수요처 증대가 필수적인 상황이다. 이와 같은 상황에서 수송분야는 저탄소 기체 연료인 천연가스를 적용하기 적합한 분야이며, 이를 통해 이산화탄소와 입자상 물질 등의 유해 배기물질을 저감하는 데 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 천연가스는 자발화 특성이 낮고, 내노킹(Anti-knocking)성이 우수하기 때문에 전기점화 방식에 적합하다. 최근 가솔린 엔진은 연비 개선을 위해 연소실에 직접 분사하는 방식을 주로 채택하고 있으나,연소실 내로 액상 직분사를 하는 반면 천연가스의 경우 액상분사 혹은 고압 분사가 어렵다. 따라서 포트에 분사하는 방식을 사용하므로 동등 흡기압력에서 연료의 분율이 흡입공기의 체적을 대체하여 가솔린 직분 방식에 비해 출력이 저하되는 현상을 피할 수 없게 된다. 이에 본 연구에서는 터보차저를 천연가스 포트 분사 엔진에 적용하여 흡기 압력 상향을 통한 출력 보상을 도모하고자 하였다.그 결과 천연가스 적용 시 흡기압력을 기존 가솔린 대비 5-27 % 상향 시 가솔린 직분사 엔진과 동등 출력을 확보함과 동시에 향상된 제동 열효율을 확인 할 수 있었다.