Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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v.8
no.2
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pp.51-66
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1984
The cost percentage of engine part in the total building cost of a ship is about 30-40% and the main engine occupies about 50% of the engine part cost. For certain ships the fuel bill can be as high as about 60-70% of the total operating cost after two oil shocks and its amount for one year is nearly equivalent to her main engine price. This fact has further increased the pressure on the engine builders to develop engines of higher efficiency and better possibilities to burn further deteriorated fuel qualities. But the energy-saving plants are ordinarily more expensive and their available amount of exhaust gas energy is less and therefore, they are not always profitable and optimum systems. This paper is prepared to decide the most economical and efficient engine systems by presenting reasonable selecting and economical evaluation methods of the main engine, which is the largest single unit and the most expensive, and its auxiliaries. In order to demonstrate the application of investigated methods in a practical case, a 46, 000 DWT class bulk carrier is selected as a model ship and her main engine and its auxiliaries are selected and evaluated. The result shows that the optimum determined has one year three months POP, 0.903 IRR at a year, 4, 116, 000 dollars PW in 15 years (for 5% escalation rate of fuel cost) and 9.522 BCR for same condition, when the engine plant of a same existing ship is taken as the basis.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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v.34
no.8
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pp.1212-1221
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2010
Recently, various types of ships are facing with a challenge to adopt the high efficient and environment-friendly power generating systems. For the reduction of exhaust emissions, improvement of thermal efficiency, and lowering the noise and vibration levels, fuel cells are gaining the much more interests. This paper projects the future marine fuel cell market on the basis of considering the historical world shipbuilding and marine engine market. To do this, the number of total ship is, at first, obtained by forecasting the number of annual new shipbuilding orders and completions. Finally, fuel cell market is forecasted by obtaining the engine capacity for annual world total number of ships and engine orders.
The performance of an autothermal thermophilic aerobic digestion (ATAD) system was studied to determine if nitrogen loss, as ammonia, was affected by an exhaust gas condenser. The system was run with and without a condenser while treating $8m^3$ of piggery slurry for 8 days. The system with a condenser (SWC) maintained the reactor temperatures above $40^{\circ}C$ for 2 days during the 8 days run, while the system without a condenser (SWOC) remained above $40^{\circ}C$ for 6 days. The SWC maintained the reactor temperatures mostly at mesophilic conditions while the SWOC at thermophilc conditions. Differences in operation conditions for the two runs were mainly caused by differences in atmospheric temperatures. Soluble chemical oxygen demand (SCOD) and volatile solids (VS) removal efficiencies of the SWC (SCOD: 62%, VS: 41%) were higher than those of the SWOC (SCOD: 40%, VS: 20%). The total Kjeldal nitrogen (TKN) removal efficiency of the SWC (7%) was less than that of the SWOC (25%). The concentration of total volatile fatty acids (VFA) in the SWC was observed to be lower than the threshold value of 0.23 g total VFA/L after 6 days, while the SWOC progressed below the threshold value after 3 days. No offensive odor emissions were observed in either run, which suggest that the use of the ATAD system may be a good odor removal strategy.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.16
no.9
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pp.1736-1743
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1992
The combustion in the cylinder of spark ignition engine is completed after the delayed time that the liquid film fuel is vapourized as flowing into the combustion chamber. It is necessary to enhance the homogeneity of mixture and the combustion phenomenon in order to improve the heat efficiency and the emission characteristics of spark ignition engine. The main purpose of this paper is to manufacture a combustion analyzing system and examine closely the influence of non-uniformity due to the liquid film fuel flowing in the intake manifold on the combustion characteristics by using a 4 stroke multi- cylinder spark ignition engine. Moreover, with each cylinder, the interpretation of combustion characteristics by indicator diagram and the concentration of exhaust gas were investigated.
Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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2005.06a
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pp.81-86
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2005
The purpose of this study is to develop venturi type after-burner in order to obtain pollutant reduction effect and find the best stable combustion condition. For this purpose, through a flow analysis, the shape of venturi type was made and flame holder locations were also decided by measuring chemical species at before and after the after-burner. Also, various chemical species concentration were measured at changing the induced air rates and the oxygen for oxygen enrichment for the solution the problems of much oxygen flow rate and the flame stability range. As results of this study, a flow distribution and the purification effect was excellent at venturi contraction 0.5 and flame holder location 12mm below the center of Venturi throat. On the purification characteristics, we found that pollutants reduction was effective when area ratio and oxygen are increased. But there are suitable quantities due to the flame shape change and combustion efficiency.
Kim, Heuy-Dong;Lee, Young-Ki;Seo, Tae-Won;Raghunathan, Srinivasan
Proceedings of the KSME Conference
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2000.04b
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pp.520-524
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2000
A ejector system is one of the fluid machinery, which has been mainly used as an exhaust pump or a vacuum pump. The ejector system has often been pointed out to have only a limited efficiency because it is driven by pure shear action and the mixing action between primary and secondary streams. In the present work, numerical simulations were conducted to investigate the effects of the geometry and the mass flow ratio of supersonic ejector-diffuser systems on their mixing performance. A fully implicit finite volume scheme was applied to solve the axisymmetric Navier-Stokes equations, and the standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ turbulence model was used to close the governing equations. The flow fields of the supersonic ejector-diffuser systems were investigated by changing the ejector throat area ratio and the mass flow ratio. The existence of the second throat strongly affected the shock wave structure inside the mixing tube as well as the spreading of the under-expanded jet discharging from the primary nozzle, and served to enhance the mixing performance.
Jo, Sang-Mu;Jeon, Jae-Hyeuk;Jang, In-Sun;Jeong, Sung-Sik;Park, Kweon-Ha
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.27
no.9
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pp.1309-1316
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2003
A premixed-compression-ignition engine has been studied to improve the efficiency and to decrease exhaust emissions. However those systems have some difficulties for controlling combustion process. Radical is an activated chemical species formed by a chemical chain reaction between reactant and product. When the chain reactions occur, the energy bond of species is broken easily by the released radicals. The combustion chamber of the premixed-compression-ingnition engine is consist of a main chamber with lean premixture and a subchamber with rich premixture. Those are connected by narrow cylinderical connections. With ignition start in the subchamber, many different kinds of radical is jetted into the main chamber. The premixed gas in main chamber is quickly burned up by the radical ignition in multi-pionts. In this paper, the combustion phenomena in a constant volume combustor having a radical injector are numerically analyzed. The some constants in the reaction rate equation are adjusted by the experimental results tested in the same geometrical chamber. The code is applied on the two combustors in a wide range of equivalence ratio. The results show that the burning time is much shorter in the combustor having radical injector.
Kim, Se Hun;Ko, Jin Seok;Ko, Jae Yu;Cho, Young Jun;Lee, Dong Ryu
Journal of ILASS-Korea
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v.24
no.4
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pp.178-184
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2019
Diesel engines have the advantages of higher thermal efficiency and lower CO2 emissions than gasoline engines, but have the disadvantages that particulate matter (PM) and nitrogen oxides (NOx) emissions are greater than those of gasoline engines. In particular, nitrogen oxides (NOx) emitted from diesel engines generates secondary ultrafine dust (PM2.5) through photochemical reactions in the atmosphere, which is fatal to humans. In order to reduce nitrogen oxides (NOx), pre-treatment systems such as EGR, post-treatment systems such as LNT and Urea SCR have been actively studied. The Urea SCR consists of an injection device injecting urea agent and a catalytic device for reducing nitrogen oxides (NOx). The nitrogen oxide (NOx) reduction performance varies greatly depending on the urea uniformity in the exhaust pipe. In this study, spray characteristics according to the spray hole structure were confirmed, and the influence of spray uniformity on spray characteristics was studied through engine evaluation.
As environmental concerns including climate change drive the strong regulations for car exhaust emissions, electric vehicles attract the public eye. The purpose of this study is to identify rural areas vulnerable for charging infrastructures based on the spatial distributions of the current gas stations and provide the target dissemination rates for promoting electric cars. In addition, we develop various scenarios for finding optimal way to expand the charging infrastructures through the administrative districts data including 11,677 gas stations, the number of whole national gas stations. Gas stations for charging infrastructures are randomly selected using the Monte Carlo Simulation (MCS) method. Evaluation criteria for vulnerability assessment include five considering the characteristic of rural areas. The optimal penetration rate is determined to 21% in rural areas considering dissemination efficiency. To reduce the vulnerability, the charging systems should be strategically installed in rural areas considering geographical characteristics and regional EV demands.
Anode off-gas of high temperature fuel cells such as MCFC contains a significant amount of combustible components like hydrogen, carbon monoxide and methane according to fuel utilization ratio of the fuel cell stack. Thus, it is important to fully burn anode off-gas and utilize the generated heat in order to increase system efficiency and reduce emissions as well. In the present study, 25 kW catalytic combustor has been developed for the application to a load-following 300kW MCFC system. Mixing and combustion characteristics have been experimentally investigated with the catalytic combustor. Since the performance of catalytic combustor directly depends on the combustion catalyst, this study has been focused on the experimental investigation on the combustion characteristics of multiple catalysts having different structures and compositions. Results show that the exhaust emissions are highly dependent on the catalyst loading and the ratio of catalytic components. Test results at load-following conditions are also shown in the present study.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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