• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.692-698
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• 2020

본 논문은 커먼레일 단기통 디젤엔진에서 다단 파일럿 분할 분사 전략이 연소 및 배기가스 배출특성에 미치는 영향을 분석하는 데 초점을 두었다. 실린더 내부 최고 압력과 열발생률은 단일분사 조건에서 가장 높았으며, 파일럿 분사량이 균등하게 분할되어 분사 횟수가 증가할수록 감소하는 경향으로 나타났다. IMEP, 엔진 토크 및 연소 효율은 1단 파일럿 분사 조건에서 가장 낮게 나타나는 특성을 보였으나, 다단 파일럿 분할 분사 전략 적용 시 증가하는 경향으로 분석되었다. COV_IMEP는 연소 효율이 가장 낮은 1단 파일럿 분사 조건에서 가장 높았으며, 이는 연소 안정성이 낮다는 것을 의미한다. 배기가스 중 산소농도는 단일분사 조건에서 가장 낮았고, 이산화탄소는 가장 높게 배출되는 특성을 보였다. 다단 분할 분사 전략 적용 시 저온 연소과정이 진행되기 때문에 일산화탄소의 산화율은 낮아지게 되고 배출수준은 증가하는 특성을 보였다. 탄화수소는 국부적으로 농후한 혼합기가 형성되는 단일분사 조건에서 가장 높은 결과를 보였다. 질소산화물은 다단 파일럿 분할 분사 전략 중 3단 파일럿 분사 조건에서 55.6%까지 감소하는 특성을 보였다.

• 유기물자원화
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• 제14권3호
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• pp.85-90
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• 2006

플라즈마 용융로에 설치된 폐열 보일러를 실측치와 근접한 모의 보일러를 설계하여 CFD(전산유체역학) 프로그램을 이용하여 얻어진 보일러 내에서의 유해가스발생 및 열 유동현상에 대한 열 설계 능력 확보와 폐열보일러 효율 개선에 대한 연구를 수행하는데 목적이 있다. 보일러 내에서의 온도변화 및 연소가스의 공기 유동, 부식성 가스의 영향으로 인해 보일러 내부에서의 부식위치 및 클링커 생성여부에 관한 연구를 통해 효율적인 보일러의 구조 설계 및 에너지 재활용방안에 이용하고자 한다. 연구결과 플라즈마 용융로에 설치된 보일러 설비는 2차 연소로 출구에서 배출되는 약 $1,200^{\circ}C$의 연소가스를 약 $450^{\circ}C$까지 냉각시킬 수 있는 설계조건을 만족시켰다. 반면 유해가스 유동 결과 보일러 입구 부분의 상단부와 하단부에 부식성 가스 (SOx, HCl)의 영향으로 인하여 부식 및 클링커 생성이 보일러의 다른 위치보다 쉽게 발생될 것으로 예상된다. 이로 인해 보일러 내 외관벽의 부식으로 보일러의 수명 단축 및 효율적인 폐열을 재활용 할 수 없다고 예상된다. 이에 따른 저온 및 고온 부식 방지대책에 대한 세심한 고려가 필요하다 하겠다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.52-57
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• 2009

본 논문은 실내 외의 온 습도변화에 따른 효율변동을 고려하여 폐열회수 환기장치의 성능을 예측할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 국내의 외기조건에서 폐열회수 환기장치의 성능에 대한 기초자료를 얻기 위하여 고효율기자재 인증조건을 만족하는 풍량 $250m^3/h$의 일본 M사의 제품을 선정하였다. 폐열회수 환기장치를 설치할 경우 서울은 난방부하 69.1%, 냉방부하 59.4%의 절감효과가 나타났고, 부산은 난방부하 66.4%, 냉방부하 59.6%의 절감효과가 나타났다. 동절기의 가습부하는 강릉이 3월에 $0.737{\ell}/h$의 최대 가습부하가 발생하고, 하절기의 제습부하는 목포가 8월에 $1.008{\ell}/h$의 최대 제습부하가 발생한다. 동절기에 남부지방과 동해안지역은 배기측에 응축 또는 응결이 발생하지 않으나 그 외의 지역은 발생한다. 따라서 남부지방과 동해안지역을 제외한 지역에서는 동절기에 배기측에 응축 또는 응결이 발생하지 않도록 방지책을 강구하여야 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권2호
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• pp.171-179
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• 2013

선박의 주 추진용 디젤엔진으로부터 배출되는 배기가스의 열을 회수하는 폐열회수 발전시스템에 대하여, 상대적으로 고온에 상부의 3 변 사이클과 상대적으로 저온부에 하부의 유기 랭킨 사이클이 적용되는 복합 사이클에 대한 열역학적 특성을 조사하였다. 그 결과, 상부와 하부 사이클 사이에 경계온도의 증가에 따라, 총 파괴된 엑서지율(${\sum}\dot{E}_d$) 및 엑서지 손실율($\dot{E}_{out2}$)이 각각 감소되었기 때문에, 시스템의 에너지 및 엑서지 효율이 모두 최대화되었다. 그리고 상부의 체적 팽창비가 크게 감소되었다. 그 경우에 대하여, 부가적인 추진동력으로써 활용되는 폐열회수 발전시스템이 적용된 선박용 디젤엔진의 경우에, 추진 효율은 엔진부하 변동에 따라 기본 엔진에 대비하여 평균적으로 9.17 %가 향상되었다. 이에 대하여, 디젤엔진의 연료 소비율과 이산화탄소 배출률은 각각 평균 8.4 및 8.37 %가 저감되었다.

• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.130-140
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• 2014

공정효율 및 배기배출물 개선을 위해 로터리 킬른 버너 개발에 대한 연구는 지속적으로 이루어져 왔다. 본 연구에서는 COG(Coke Oven Gas)를 연료로 사용하는 철광석 소결용 로터리 킬른의 다공노즐버너 개발을 위해 일차공기 노즐 직경, 버너 당량비, 버너 중앙노즐과 주위노즐의 당량비 변화에 따른 화염 및 배기배출 특성에 대한 수치해석 연구를 수행하였다. 일차공기 노즐 직경이 증가함에 따라 각 동일 당량비에서 화염길이는 길어지고 $NO_x$ 배출도 증가하였으며, 버너 당량비가 증가함에 따라 화염길이와 $NO_x$ 배출이 증가하는 결과를 보였다. 버너 중앙노즐의 당량비 변화에 따라 $NO_x$ 배출에는 차이를 보였으며, 화염길이 및 킬른 내부 온도에는 큰 차이가 없었다. 본 연구를 통해 $D_2/D_1$가 1.33, 버너 당량비가 1.25이고 버너 중앙 노즐이 Rich인 조건이 킬른 내부 온도분포 및 $NO_x$ 배출량 기준을 만족하는 적절한 설계조건임을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.463-469
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• 2009

시멘트 포장공정에서 발생하는 비산분진을 효율적으로 제거하기 위해 3가지 환기방식(국소배기시스템, 정전식스크러버시스템, 국소급기시스템)을 도입하고 풍량을 변화시키며 총 9가지의 조건에서 실험을 수행하였다. 분진의 농도는 시멘트분진 입자분포 특성을 고려하여 PM2.5, PM10, TSP로 구분하여 측정하였다. 3가지 환기방식에 대한 집진효율을 분석한 결과, 기존의 국소배기시스템과 정전식스크러버시스템이 같이 사용되는 경우 가장 효율적인 것으로 나타났다. 또한 정정식스크러버시스템의 풍량 증가에 따른 입자의 질량농도감소율이 큰 차이가 없는 것을 확인할 수 있었고 이로부터 정정식스크러버시스템을 $2,700m^3/h$ 풍량으로 운전하는 것이 에너지절약 관점에서 효율적인 것이라고 판단되었다. 각 환기방식별 환기성능을 국소배기시스템의 풍량으로 환산한 결과, 대체시스템(정전식스크러버시스템, 국소급기시스템)분진제거성능이 우수한 젓으로 나타났고 정전식스크러버시스템이 국소급기시스템보다 상당히 효율적인 것으로 나타났다. 따라서 기존의 국소배기시스템파 정전식스크러버시스템을 동시에 가동한다면 국소배기시스템의 풍량만을 증가시키는 경우에 비해 반송동력을 줄일 수 있어 분진제거와 에너지절감측면에서 훨씬 효율적이라는 것을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.1-10
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• 2023

산업혁명의 발달로 인해 급격하게 증가된 온실가스 배출량을 저감하기 위해 배기 배출물 규제가 계속해서 강화되고 있다. 이를 만족시키기 위해선 친환경 연료의 사용은 필수적이다. 미래의 친환경 연료로서 수소가 주목받고 있지만, 물질적 특성으로 인해 취급과 보관에 큰 어려움을 겪고 있어, 이에 대안으로 암모니아가 제안되었다. 암모니아는 수소 대비 상온 조건에서 쉽게 액화가 가능하며, 에너지밀도가 높다. 이에 엔진의 연료로서 암모니아의 적용성을 검토하기 위해 직접분사식 암모니아 전소 엔진에서 연소제어인자의 변경에 따른 실험을 진행하였다. 본 실험은 점화시기(Spark Timing)와 공기과잉률(Excess Air Ratio) 두 개의 변수를 변경하여 실험을 진행하였다.엔진 속도 1,500 RPM 및 중부하 이상(제동 토크 200 Nm)의 조건에서 암모니아 전소를 하였을 때, 연소 안정성과 질소산화물, 미연 암모니아 등의 배기 배출물의 경향을 관찰하였다. 연소제어인자의 최적화를 통해 암모니아만을 연료로 사용한 경우에도 안정적인 연소가 가능한 조건을 찾을 수 있었고, 향후 운전영역 확장을 위한 전략을 적용할 계획이다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.58-64
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• 2007

As the concerns regarding global worming were increased, the pressure of greenhouse gas(GHG) emission reduction on mobile source was also increased. Carbon dioxides contribute over 90% of total GHG emission and the mobile source occupies about 20% of this $CO_2$ emission. Therefore automotive exhaust is suspected to be one of the major reasons of the rapid increase in greenhouse effect gases in ambient air. In this study, in order to investigate $CO_2$ emission characteristics from gasoline passenger cars(PC), which is the most dominant vehicle type in Korea, 106 vehicles were tested on the chassis dynamometer. $CO_2$ emissions and fuel efficiency were measured. The emission characteristics by displacement, gross vehicle weight, vehicle speed and CVS-75/vehicle speed mode were discussed. Test modes were vehicle speed modes and CVS-75 mode that have been used to develop emission factors and to regulate for light-duty vehicle in Korea. It was found that $CO_2$ emissions showed higher large displacement, heavy gross vehicle weight, low vehicle speed and CVS-75 mode than small displacement, light gross vehicle weight, high vehicle speed and vehicle speed mode, respectively. From these results, correlation between $CO_2$ emission and fuel efficiency was also determined. The results of this study will contribute to domestic greenhouse gas emissions calculation and making the national policy for climate change.

• 한국대기환경학회지
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• 제22권4호
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• pp.451-458
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• 2006

Automotive exhaust is suspected to be one of the major reasons of the rapid increase in greenhouse effect gases in ambient air. As the concerns regarding global worming were increased, the pressure on mobile source greenhouse gas (GHG) emission were also increased. Carbon Dioxides contribute over 90% of total GHG emission and the mobile source occupies about 20% of this $CO_2$ emission. In this study, in order to investigate $CO_2$ emission characteristics from gasoline and LPG passenger cars (PC), which is the most dominant vehicle type in Korea, 53 vehicles were tested on the chassis dynamometer. $CO_2$ emissions and fuel consumption efficiency were measured. The emission characteristics by fuel type, model year, mileage, vehicle speed and transmission type were also discussed. Test modes used in this study were NIER 10 modes and CVS-75 mode, which have been used for developing emission factors and testing new vehicles respectively. The results of this study showed that the main factors which have significant influences on the $CO_2$ emissions are fuel type, transmission type, displacement of vehicle and mileage. The correlation between $CO_2$ emission and FE was also determined by comparing $CO_2$ emission and fuel consumption efficiency. The overall results of this study will greatly contribute to domestic greenhouse gas emissions calculation and designing national strategies for climate change.

• 생물환경조절학회지
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• 제12권3호
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• pp.107-113
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• 2003

본 연구에서는 온실의 온풍식 난방시스템 연통에 장착할 수 있는 폐열 회수기의 성능 개선을 목적으로 기 설계된 세 가지 열교환 장치와 기존의 장치에서 열교환 면적과 파이프의 두께 및 공기흐름 방향을 개량한 새 열교환 장치에 대해 열회수 성능을 실험적으로 비교 분석하였다. 그 결과 기존의 열 교환장치인 A형, B형 및 C형의 열회수 성능은 동일 송풍전입에서 각각 42.2%, 40.6% 및 54.4% 정도였으나 , 새로 개량된 D형은 69.2%로써 가장 현저히 높게 나타났다. 그러나 열회수용 공기의 흐름방향 변화에 따른 열회수 성능 개선효과 (A형 대비 B형)는 없는 것으로 나타나 적정 송풍기 용량이라면 직선형이 공기의 흐름방향 180${\circ}C$ 굴절시키는 헤어핀형보다 효과적인 것으로 판단된다. 결국 열회수 성능은 열회수 시스템의 열교환 면적과 열교환 파이프의 두께 및 풍속에 크게 좌우되는 것으로 나타났다. 따라서, 열교환 파이프의 내구성 등 을 고려하여 기능한 한 범위 내에서 열 교환면적을 증대시키거나 열교환 파이프의 두께를 앓게 하고 풍속을 증대시키는 것이 열회수 성능 개선효과와 직결됨을 알 수 있었다. 그리고 송풍기 용량이 필요이상으로 큰 경우, 소비전력이 많게 되는 등의 문제가 있기 때문에 적정용량 및 제품의 안정성을 고려하여 선택해야 할 것으로 판단되었다.