• 대한기계학회논문집B
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• 제37권3호
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• pp.275-283
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• 2013

차세대 로켓 엔진의 추진제중 하나로 부각되어지고 있는 메탄 엔진의 연소 특성을 파악하기 위하여 가스메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 로켓 엔진의 인젝터를 설계/제작 하였다. 동축 스월/전단형 인젝터를 채택하여 제작하였으며, 상용 해석 프로그램인 Fluent를 사용하여 유동해석을 수행한 결과를 바탕으로 인젝터의 주요 변수들을 선정하였다. 제작된 인젝터는 수류실험을 통하여 미립화와 분무특성을 파악하였고, 설계점에서의 연소실험을 수행하여 점화 및 연소 안정성을 확인하였다. 또한, 혼합비(O/F ratio)를 변화시켜가며 연소 실험을 수행하여 특성 속도($C^*$)와 연소실 압력 섭동 값을 이용하여 연소 특성 및 안정성을 평가하였다. 실험 결과 모든 혼합비 영역에서 평균적으로 90% 이상의 높은 연소 효율을 보였고, 압력 섭동 값이 2% 미만으로 연소안정성을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제24권6호
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• pp.1-10
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• 2020

반응성 조정 압축착화 (Reactivity Controlled Compression Ignition, RCCI) 연소는 착화원인 디젤 연료를 압축 행정 중 이른 시점에 미리 분사하여, 공기와 미리 섞여 들어온 천연가스 연료뿐만 아니라 디젤 연료 자체도 미리 연소 전에 공기와 혼합하여 착화를 이루는 전체 예혼합 혼소(Dual-fuel combustion) 방식의 일종이다. 따라서 기존의 혼소 방식 중에서도 RCCI 연소는 질소산화물(Nitrogen Oxides, NOx) 및 매연(Smoke)을 획기적으로 줄일 수 있고, 또한 높은 열효율을 유지할 수 있는 장점을 지니고 있다. 특히 연소 중 NOx의 발생은 연소 온도와 국부적인 당량비에 관계된 상황에서 당량비를 낮추기 위해 예혼합율을 높이는 시도뿐만 아니라, 연소 온도 감소를 위한 배기재순환(Exhuast Gas Recirculation, EGR)을 적용하는 것이 효과적이다. 그러나 배기재순환은 대개의 경우 터보차저의 압축기 전단에서 추출하는 HP-EGR(High Pressure-EGR) 방식을 적용하는 경우가 많으므로, EGR율을 높일 경우 터빈으로 공급되는 배기의 양이 줄어 배기 엔탈피 감소로 인해 과급이 줄어드는 악영향을 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 서로 다른 두 운전조건에서 천연가스-디젤 RCCI 연소를 시행할 때, EGR율 변화에 따른 엔진 시스템의 제동 출력 및 열효율의 변화에 대하여 실험적으로 분석하였다. 실험 조건은 1,200 rpm/29 kW 수준의 조건과 1,800 rpm/90 kW 이하 조건에서 수행하였으며 NOx와 smoke의 배출조건은 Tier-4 final 배기규제를 기준으로 삼았으며 엔진의 내구성을 고려하여 최고 연소압력은 160 bar를 넘지 않게 제어하였다. 그 결과 1,200 rpm/29 kW 조건에서는 EGR율을 4에서 30 %로 높이더라도 출력 및 열효율의 변화는 미미하였으나, 1,800 rpm 조건에서는 EGR율을 4에서 28 %로 증가할 경우 최대 과급 압력이 2.3에서 1.8 bar로, 최고 출력은 90에서 65 kW로, 열효율은 37에서 33 %로 감소함을 알 수 있었다. 따라서 효과적인 EGR공급을 위해서는 현재 압축기 전단에서 추출하는 EGR을 후단에서 추출하는 LP-EGR (Low Pressure EGR) 시스템이 효과적일 수 있음을 시사한다.

• 한국건축시공학회지
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• 제16권6호
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• pp.497-503
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• 2016

배연탈황석고는 화력발전소에서 연료가 연소되면서 발생된 황산화물을 흡수, 제거하는 공정에서 발생되는 산업 부산물로서 최근 석탄 화력발전소의 배출가스에 관련된 환경규제가 대폭 강화됨에 따라 생산량이 점차 증가하고 있다. 배연탈황석고는 자연에서 얻어지는 형태의 천연석고와 거의 유사한 화학적 특성을 지니기 때문에, 이를 재활용하게 되면, 주로 수입에 의존하는 천연석고의 훌륭한 대체재로서 활용할 수 있다. 본 연구에서는 국내의 보령 화력발전소에서 생산된 배연탈황석고의 화학적 특성을 분석하고, 이를 이용하여 만든 시멘트 페이스트의 물성분석을 통하여, 배연탈황석고의 활용가능성을 평가하고자 하였다. 본 연구의 결과에 따르면, 배연탈황석고는 상당히 높은 순도를 가지며, 천연석고와 물성이 매우 유사한 것으로 나타났다. 또한 이를 적절하게 열처리하게 되면, 압축강도 및 건조수축에서의 개선효과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권10호
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• pp.1172-1177
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• 2004

The emission control of automobile has been intensified as a part of the countermeasure to decrease air pollution in the world. As the cars with an alternative fuel starts to get into the spotlight, the cars with low emission has been introduced and exhaust gas regulation forced in this country. These days, LPG vehicles, which infrastructure of fuel was already built up, and CNG vehicles are recognized for alternative fuel cars in this country. In this study, the constant volume combustion chamber was manufactured and used for experiments to obtain the combustion characteristics of propane mixture. The combustion characteristics was analyzed, with the change of supply conditions of propane fuel. Inside the combustion chamber, the maximum temperature increase with the initial pressure is going up. The burning velocity also seems to have the same characteristic as the temperature. However, the heat flux do not change much according to the theoretical correct mixture but it changes with the various initial temperature of the combustion chamber.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.87-91
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• 2005

디젤 자동차 배출 가스인 NOx Soot 그리고 기타 가스들은 주요한 대기 오염의 물질들이다. 그러므로 여러 많은 나라들이 이에 관련된 규제 법규를 점점 더 엄격하게 규제하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 디젤 자동차에서 발생되어지는 NOx, 매연 그리고 CO를 고주파 플라즈마와 EGR 시스템을 조합하여 그 제거 특성을 연구하였다. NOx는 부하와 전압이 증가하게 되면 NOx는 감소하고 매연의 경우에는 EGR율이 증가함으로 인해서 증가 하였다. 그러나 전압이 증가함에 따라서는 감소하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.49-53
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• 2015

Thrust vector control is the method which generates the side force and roll moment by controlling exhausted gas directly in a rocket nozzle. TVC is classified by mechanical and fluid dynamic methods. Mechanical methods can change the flow direction by several objects installed in a rocket nozzle exhaust such as tapered ramp tabs and jet vane. Fluid dynamic methods control the flight direction with the injection of secondary gaseous flows into the rocket nozzle. The tapered ramp tabs of mechanical methods are used in this paper. They installed at the rear in the rocket nozzle could be freely moved along axial and radial direction on the mounting ring to provide the mass flow rate which is injected from the rocket nozzle. TVC of the tapered ramp tabs has the potential to produce both large axial thrust and high lateral force. We have conducted the experimental research and flow analysis of ramp tabs to show the performance and the structural integrity of the TVC. The experiments are carried out with the supersonic cold flow system and the schlieren graph. This paper provides to analyze the location of normal shock wave and distribution of surface pressure on the region enclosed by the tapered ramp tabs.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권3호
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• pp.398-405
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• 2003

A fast response analyzer for measuring carbon dioxide concentration has been developed for transient characteristic and researches tested on internal combustion engine. The analyzer uses the well known NDIR(Non-Dispersive Infrared) method with miniaturized detection system, giving a time constant of approximately 30 microsecond, and sampling module consists of capillary tube. Since the transit time and the time constant of the sampling system depend on the sampling conditions, it is necessary to investigate the characteristics of sampling system before applied to exhaust gas measurement in engine. A unique method was designed to study the influence of the diameter of transfer sample line and operating conditions of the FRNDIR on transit time and time constant. A database of transit time and time constant was built up for different measured and simulated pressure conditions. The database can be used for correcting eventual $CO_2$ concentration measurement.

• 동력기계공학회지
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• 제20권5호
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• pp.37-45
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• 2016

Exhaust gas recirculation has the advantage of being low-cost and easy to control of NOx emission. Therefore, it is most generally used to reduce NOx emission according to strengthen regulation. In the case of a non-road engine, such as the agricultural engine, since it mainly operate a middle or high-load state, NOx emission is decreased in accordance with the mapping range of the EGR rate, but results in an increase in the particulate matter which is caused to deposit and fouling problem of the EGR system. This problem has become an important issue for maintaining the performance of the engine, as well as emission performance. This study had examined the effects of cooler aging on the performance of heat transfer efficiency and NOx emission in non-road diesel engine. As a result of the EGR cooler aging during 200 hours engine operation, the cooling performance decreased about 25% compared with that of fresh cooler and the NOx emission increased about 14.6% on NRSC(non-road steady cycle) and 20% on NRTC(non-road transient cycle) compared with that of fresh cooler respectively.

• 한국분무공학회지
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• 제17권3호
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• pp.140-145
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• 2012

Recent common-rail injector of a diesel engine needs more smaller nozzle hole to meet the stringent emission regulation. But, small nozzle hole diameter can cause nozzle coking which is occurred due to the deposits of post-combustion products. Nozzle coking has a negative effect on the performance of fuel injector because it obstructs the fuel flow inside a nozzle hole. In this study DFSS (Design for six sigma) method was applied to find the effect of nozzle design parameter on nozzle coking. Total 9 injector samples were chosen and tested at diesel engine. The results show that nozzle hole diameter and K-factor have more effect on nozzle coking than A-mass and hole length. Large hole diameter and A-mass, small hole length and K-factor give more positive performance on nozzle coking in these experimental conditions. But, a performance about nozzle coking and exhaust gas emission shows the opposite tendency. Further study is needed to find the relation between nozzle coking and emission characteristic for the optimization of injector nozzle design.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.129-135
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• 2010

Homogeneous charge compression ignition (HCCI) engines have the potential to provide both diesel-like efficiency and very low emissions of nitrogen oxide (NOx) and particulate matter(PM). However, several technical issues still must be resolved before HCCI can see application. Among these, steep pressure-rise rate which leads to narrow operating range of HCCI engine continues to be a major issue. This work investigates the combination of two methods to mitigate the excessive pressure-rise rates at high power output, namely fuel stratification and Cooled exhaust-gas recirculation (Cooled EGR), after identifying the each effects to pressure-rise rate. When applying the fuel stratification to simulation, total fuelling width of 0.15 at BDC is set as a equivalent ratio difference based on the previous research. In order to simulate the effects of cooled EGR, $CO_2$ mole fraction in pre-mixture is changed ranging from 0 to 30%. DME which has a characteristic of two-stage ignition is used as a fuel.