• 한국환경과학회지
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• 제25권8호
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• pp.1065-1076
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• 2016

This study analyzes the $PM_{10}$ characteristics (particulate matter with aerodynamic diameter less than $10{\mu}m$), concentration, and emissions in eight large South Korean cities (Seoul, Incheon, Daejeon, Daegu, Gwangju, Ulsan, Busan, Jeju). The annual median of $PM_{10}$ concentration showed a decline of $0.02{\sim}1.97{\mu}g/m^3$ in the regions, except for Incheon, which recorded an annual $0.02{\mu}g/m^3$ increase. The monthly distribution levels were high in spring, winter, fall, and the summer, but were lower in summer for all regions except for Ulsan. These differences are thought to be due to the dust in spring and the cleaning effect of precipitation in summer. The variation in concentrations during the day (diurnal variation) showed that $PM_{10}$ levels were very high during the rush hour and that this was most extreme in the cities (10.00 and 18.00-21.00). The total annual $PM_{10}$ emissions analysis suggested that there had been a general decrease, except for Jeju. On-road mobile (OM) sources, which contributed a large proportion of the particulates in most regions, decreased, but fugitive dust (FD) sources increased in the remaining regions, except for Daegu. The correlation analysis between $PM_{10}$ concentrations and emissions showed that FD could be used as a valid, positive predictor of $PM_{10}$ emissions in Seoul (74.5% (p<0.05)), Dajeon (47.2% (p<0.05)), and Busan (59.1% (p<0.01)). Furthermore, industrial combustion (IC) was also a significant predictor in Incheon (61.7% (p<0.01)), and on-road mobile (OC) sources were a valid predictor in Daegu (24.8% (p<0.05)).

• 한국가스학회지
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• 제22권2호
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• pp.78-83
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• 2018

이 논문은 디젤엔진 자동차의 EGR 및 공기 제어와 CPF 장치에 관련된 고장사례 연구이다. 첫 번째 사례는 엔진진공펌프 손상으로 인해 엔진오일이 EGR 밸브 내부 다이어프램 손상으로 인해 오일이 흡기로 유입되어 연소실로 들어가 불완전 연소함으로써 배기할 때 매연이 발생된 것으로 확인되었다. 두 번째 사례의 원인은 공기제어 장치인 스로틀 플랩(throttle flap)을 점검하였을 때 스로틀 플랩이 고착되어 흡입공기량 부족에 의해 매연이 발생된 것을 확인하였다. 세 번째 사례는, 배기가스 온도센서의 불량으로 인해 온도를 감지하지 못해 재생기능이 되지 않아 매연이 발생된 것으로 확인되었다. 따라서, 배기가스발생으로 인한 환경오염 문제가 발생하지 않도록 최적의 상태를 유지하도록 관리하여야 한다.

• 분석과학
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• 제27권2호
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• pp.108-113
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• 2014

휘발성 유기 화합물(VOC)은 상온에서 가스 상태로 있거나 가스 상태가 되기 쉬운 화합물로써 유해화학물질관리법으로 관리되고 있는 유해물질이다. 이러한 휘발성 유기 화합물을 측정하기 위해서 일반적으로 측정자가 직접 현장에서 포집하는 방법을 채택하고 있으나, 이 방법은 측정자가 위험에 노출될 수 있으며, 측정자의 접근이 제한적이거나 대공간일 경우 측정이 어려운 단점을 가진다. 특히 대공간에서 포집하는 경우 샘플링에서 오는 오차 및 대공간에서 샘플링의 대표성을 확보하지 못하는 단점을 가지며, 넓은 공간을 연속하여 실시간 측정이 불가능한 점도 간과할 수 없다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는, 주로 대기오염 등의 모니터링에 부분적으로 연구되어온 개방형적외선분광기(open path FT-IR spectrometer)를 사용하여 원거리에서 대용량, 실시간 측정을 시도하였다. 우선 VOCs 중 벤젠을 대상으로, 시스템과 VOCs 시료와의 분석 최적거리를 측정하였으며, 확인 결과 15 meter에서 가장 좋은 흡광강도(absorption intensity)를 확인하였다. 15 meter의 최적거리에서 휘발되는 7종의 VOCs를 원거리 정성분석하였으며, 벤젠을 대상으로 정량 분석을 시도하였다. 본 연구를 통해 기존에 분석방법으로 불가능하였던 대공간 VOCs의 측정 및 상시 모니터링의 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.52-60
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• 2015

최근 군 전력 개편에 따라 1개 군단이 담당해야할 작전 영역이 확대됨에 따라 155 mm 화포체계의 사거리 연장은 중요한 이슈가 되었다. 80 km 이상 155 mm 화포 체계의 사거리를 연장하기 위해 새로 운 시도가 필요하다. 램제트 기관은 공기흡입식 기관으로 고체 연료 로켓에 비해 몇 배 이상 높은 비추력을 제공할 수 있어 같은 연료 무게로 더 멀리 포탄을 투사하는 것을 가능하게 한다. 램제트 기관을 포로 발사할 경우 포구 초속이 약 Mach 3 이므로 추가적인 부스터가 필요치 않다. 특히 고체 연료 램제트 (Solid Fuel Ram Jet, SFRJ)는 어떠한 구동기관이 없어 발사 시 높은 충격을 받는 포탄에 적용하기에 적합하다. 본 연구에서는 155 mm 화포체계를 위한 포발사 램제트 추진탄을 설계하기 위해 비점성 유동을 가정하여 공기 흡입구, 연소실, 노즐을 설계하였다. 설계 변수를 변화시키며 80 km 이상 사거리를 가지며, 고폭탄 탑재 용적을 최대화 할 수 있도록 설계하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권11호
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• pp.2150-2158
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• 1992

본 연구에서는 복잡한 유동형태를 지닌 충돌분사류에 대한 유동특성을 연구하 기 위하여 단순화된 실험모델로써 형상이 동일한 두 원형분류의 충돌에 의한 충돌분류 의 혼합현상 및 유동구조 등을 질량유량비의 변화에 따라 유체역학적으로 구명하고자 하였으며, 본 연구 결과는 연소기관에서의 연소효율 증대 및 구조개선등의 공학적 응 용을 위한 기본자료로 활용하고, 이론적 연구에 의한 난류의 유동구조 및 유동특성 에 대한 타당성 입증과 이론적 모델의 보완을 위한 실험자료로 이용하고자 한다. 충돌유동에 영향을 미치는 주요인자는 노즐직경, 충돌각, 충돌질량유량비, 온도, 밀도 등이며, 이 인자들 중에서 충돌질량유량비와 출돌각이 충돌후 형성되는 난류혼합유동 에 지배적인 영향을 미치므로, 본 연구에서는 두 원형분류의 충돌질량유량비를 가변할 수 있는 장치를 고안하였으며, 두 분류의 충돌각을 45˚로 고정하고, 고속측과 저속측 노즐의 질량유량비를 1.0, 0.8, 0.6, 0.4로 설정하여 질량유량비에 따른 혼합 유동구 조의 구명을 위한 실험적인 연구를 수행하였다. 충돌후의 혼합유동의 특성을 연구하 기 위하여 유동중심궤적, 유동반폭, 유동단면, 2차원 및 3차원 유동장, 평균속도분포 등을 온라인 컴퓨터시스템을 이용하여 측정분석하였다.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.212-217
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• 2014

재생공정에서 황화 된 탈황흡수제의 재생을 위하여 산소는 산화제로 사용되었다. 재생공정에서 미량의 미 반응 산소는 직접 황 회수 공정으로 유입된다. 그러나, $SO_2$ 환원을 위한 반응성은 미 반응 산소의 다양한 이유에 의해서 저하된다. $SO_2$ 환원을 위한 반응성 실험을 위해 Sn-Zr계 촉매가 사용되었으며, $SO_2$와 $O_2$는 각각 5.0 vol%와 4.0 vol%로 고정하였고 $300-450^{\circ}C$와 1-20 atm에서 수행되었다. 본 연구에서는 고온건식 탈황공정의 직접 황 회수공정에 유입되는 미 반응산소에 의한 촉매반응성 저하에 미치는 영향을 조사하였다. $SO_2$ 환원으로 생성된 원소 황은 미 반응산소에 의해서 재산화되고, redox반응기구에서 Sn-Zr계 촉매의 빈 격자 산소자리가 미 반응산소에 의해서 재산화되므로 $SO_2$ 전화율은 감소되는 것으로 판단된다. 한편 환원제로써 공급된 CO는 미 반응산소에 의해서 산화되어 연소열에 의해 촉매 충전 층 온도가 상승되기도 한다. 결과적으로 충전 층의 빠른 온도상승은 활성 물질을 소결시켜 촉매의 비활성화를 초래하게 된다.

• 공업화학
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• 제20권1호
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• pp.62-66
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• 2009

지속적인 연료비용의 상승 및 가채매장량의 한계로 인하여 비재래형 연료 및 공정 부산물의 연료적 가치에 대한 관심이 증가하고 있으며, 그중 대표적인 것이 오일샌드 및 이의 부산물인 코크스의 이용기술이다. 본 연구에서는 오일샌드 코킹 공정에서 발생되는 오일샌드 코크스의 에너지화 이용을 위하여 실험실 규모의 고정층 가스화 시스템을 이용한 연구를 수행하였다. TGA를 이용하여 오일샌드 역청 및 코크스의 연소 반응특성을 확인하였으며, 실험실 규모의 가스 화기를 이용하여 산소/연료 비율, 온도 및 스팀주입량에 따른 가스화 후 생성되는 합성가스의 특성을 파악하였다. 오일샌드 코크스는 높은 탄소함량, 발열량 및 황 함량 특성을 보인 반면 낮은 회재함량과 반응성의 특성을 보였다. 오일샌드 코크스 가스화의 경우 일반적으로 온도, 스팀주입량 증가 및 산소주입량 감소에 따라 $H_2$ 생성량은 증가하였으며 $CO_2$ 생성량은 감소하는 경향을 보였다. 합성가스 발열량은 $2100kcal/Nm^3$ 정도의 값을 보여 오일샌드 코크스의 수소원료 및 연료로서 이용 가능성을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.13-29
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• 2016

본 연구에서는 실제 난지 하수처리장에서 바이오가스를 연료로 사용하여 발전할 때, 가스엔진에서 발생하는 고장 사례에 대한 조사와 분석을 통해 바이오가스 플랜트의 주요 고장원인을 분석하고, 그 대책을 제시하였다. 바이오 가스엔진에 유입되는 바이오 가스 속의 황화수소와 수분 제거설비의 간헐적인 오작동으로 인한 수분이 바이오 가스엔진의 인터쿨러 부식을 초래하였다. 또한 바이오가스 속의 실록산이 이산화규소와 규산염 화합물을 형성하여 피스톤 표면 및 실린더라이너 내벽의 긁힘과 마모 등의 손상을 유발하였다. 연소실과 배기가스 설비에 부착된 물질들은 황화수소와 다른 불순물질이 결합한 것으로 분석되었다. 이러한 원인으로는 바이오 가스 속의 고함량(50ppm이상)의 황화수소가 탈황설비에 장기간 공급되었고, 탈황설비내 활성탄의 파과점 도달에 따른 제거효율 저하 때문에 황화수소가 엔진으로 유입됨으로써 발생한 것으로 사료된다. 또한, 황화수소는 흡착탑의 실록산 제거용 활성탄 기능을 저하시킴으로써 제거되지 않은 실록산 화합물이 엔진으로 유입되어 다양한 형태의 엔진고장을 유발한 것으로 판단된다. 따라서, 황화수소와 실록산, 수분은 바이오 가스엔진 고장의 주요 원인으로 볼 수 있으며, 이 중 황화수소는 고장을 일으키는 다른 물질과 반응하며, 전처리 공정에 중대한 영향을 미치는 물질로 볼 수 있다. 결과적으로, $H_2S$ 제거방법의 최적화가 안정적인 바이오 가스엔진 운영을 위한 필수적인 대책으로 사료된다.

• 환경위생공학
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• 제7권2호
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• pp.1-10
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• 1992

Since 1960's along with industrialization and urbanization, economic growth has been . achieved, however, at the same time, environmental condition has been seriously deteriorated. . Currently, volume of wastewater has been increasing at annual rate of 7% in sewage and 20% in industrial wastewater. However, the nation's sewage treatment serves only 33% of the municipal wastewater as of 1991. Major portion of air pollutants comes from combustion of oil and coal which comprise 81% of total energy use and emission gases from motor vehicles increasing at an accelerated rate. It is known that Korea generates the highest amount of waste per capta. Nevertheless, it is not sufficient to reduce the volume of waste by means of resources recovery and recycling. Recognizing the importance of global environmental problems such as ozone layer depletion, global warming and acid rain, international society has been making various efforts since the 1972 Stockholm conference. In particular, it is expected that the Rio conference which has adopted the Rio declaration and Agenda 21 will form a crucial turning point of the emerging new world order after the Cold War confrontation. To cope with such issues as domestic pollution and global environmental problems, the fundamental national policy aims at harmonizing "environmental protection and sustainable development". The Ministry of Environment has recently set up a mid-term comprehensive plan which includes annual targets for environmental protection. According to the government plan, gradual improvement of various environmental conditions and specific measures to achieve them is planned in time frame. Additional sewage treatment plants will be constructed in urban areas with the target to treat 65% of the nation's municipal sewage by 1996. Supply of clean fuels such as LNG will also be expanded starting from large cities as a cleaner substitute energy for coal and oil. In parallel with expansion of LNG, emphasis will be placed on installation of stack monitoring system. Due to the relatively limited land, government's basic policy for solid waste treatment is to develop large scale landfill facilities rather than small sized ones. Thirty three regional areas have been designated for the purpose of waste management. For each of these regions, big scale landfill site is going to be developed. To increase the rate of waste recycling the government is planning to reinforce separate collection system and to provide industries with economic incentives. As a part of meeting the changing situation on global environmental problems after UNCED, and accommodation regulatory measures stipulated in the global environmental conventions and protocols, national policy will try to alter industrial and economic structure so as to mitigate the increasing trends of energy consumption, by encouraging energy conservation and efficiency. In this regard, more attention will be given to the policy on the development of the cleaner technology. Ultimately, these policies and programs will contribute greatly to improving the current state of national public health.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.91-99
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• 2014

The common-rail injectors are the most critical component of the CRDI diesel engines that dominantly affect engine performances through high pressure injection with exact control. Thus, from now on the advanced combustion technologies for common-rail diesel injection engine require high performance fuel injectors. Accordingly, the previous studies on the numerical and experimental analysis of the diesel injector have focused on a optimum geometry to induce proper injection rate. In this study, computational predictions of performance of the diesel injector have been performed to evaluate internal flow characteristics for various needle lift and the spray pattern at the nozzle exit. To our knowledge, three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) model of the internal flow passage of an entire injector duct including injection and return routes has never been studied. In this study, major design parameters concerning internal routes in the injector are optimized by using a CFD analysis and Response Surface Method (RSM). The computational prediction of the internal flow characteristics of the common-rail diesel injector was carried out by using STAR-CCM+7.06 code. In this work, computations were carried out under the assumption that the internal flow passage is a steady-state condition at the maximum needle lift. The design parameters are optimized by using the L16 orthogonal array and polynomial regression, local-approximation characteristics of RSM. Meanwhile, the optimum values are confirmed to be valid in 95% confidence and 5% significance level through analysis of variance (ANOVA). In addition, optimal design and prototype design were confirmed by calculating the injection quantities, resulting in the improvement of the injection performance by more than 54%.