• 한국입자에어로졸학회지
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• 제19권2호
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• pp.43-53
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• 2023

In this study, the ventilation system of the enclosed conveyor belt for coal transportation was evaluated, and the particle removal efficiency according to the ventilation conditions was identified using computational fluid dynamics and particle behavior analysis. The most effective way to remove dust generated inside the closed conveyor belt is to adjust the position of the exhaust port of the duct so that the air is exhausted around the rear of the conveyor belt. And this method seems to work for another narrow and long spaces where air enters in one direction. In addition, when the air flow rate of the each duct was less than 300 CMM, it was efficient to increase the flow rate of the duct located at the rear of the conveyor belt, and when the flow rate of the each duct was higher than 300 CMM, it was efficient to increase the flow rate of the duct located at the front of the conveyor belt.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권6호
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• pp.658-665
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• 2013

본 연구에서는 국제해사기구(IMO)의 뜨거운 관심분야로 부상되고 있는 선박기인 입자상물질(PM)과 오염물질 배출에 관하여 한국해양대학교 실습선 한바다호를 이용하여 계측하였다. 특히, PM은 TEM 그리드를 이용해 채취하고 전자현미경으로 구조를 파악하였으며, NOx, $CO_2$, CO 등의 배기가스는 연소가스분석기(PG-250A, HORIBA)를 이용해 측정하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 선박이 항구에서 출항할 때, Bunker Change로 인한 PM 배출량은 최대 30 % 정도 차이가 있었다. 2) 정속 운항을 하면서 Bunker-A에서 L.R.F.O(3 %)로 변경할 때 측정한 PM 배출량은 $1.34mg/m^3$, L.R.F.O(3 %)로 고정해 측정한 PM 배출량은 $1.19mg/m^3$, L.R.F.O(3 %)만 사용하며 주기관 회전수를 20 % 증가시키면서 계측한 PM 배출량은 $1.40mg/m^3$ 이었다. 또한, 저질유(L.R.F.O(3 %))로 변경시 CO 농도는 약 16 % 증가하는데 비해 RPM을 20 % 상승시킨 경우에는 152 % 이상 급격한 증가를 보였다. 이러한 결과로부터 배기가스 배출의 증가는 연료유종의 영향도 있으나, RPM의 변화에 민감하다는 것을 알 수 있었다. 3) TEM 그리드로 채취한 PM은 약 $4{\sim}10{\mu}m$ 정도의 다양한 입경을 가지는 다공질 응집체 형상의 구조인 것으로 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.745-756
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• 2022

도로터널은 입구와 출구를 제외한 모든 면이 막혀있는 반밀폐공간으로 화재가 발생할 경우 화재 연기는 화재로 인한 열부력과 터널 내 상시 존재하는 기류에 의해 종방향으로 확산하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 도로터널에는 연기의 이동방향을 제어하거나 화재지점에서 직접 배연함으로써 안전한 대피환경을 확보하고 신속한 구조 및 소화 활동을 위해 제연 설비를 설치하고 있다. 도심지에서는 인구 증가에 따른 교통량 증가로 인해 도심지 도로의 서비스 수준이 저하되어 극심한 정체현상이 빗어지고 있으며, 이에 대한 해결방안으로 도심지에 지하도로의 건설이 증가하고 있는 추세이다. 수소연료전지차(FCEV)의 TPRD를 통한 수소 누출 시 화재가 발생하는 경우, 화재강도는 누출량에 의존하며, 최대 화재강도는 TPRD의 오리피스 직경에 따라 달라진다. 본 연구에서는 TPRD의 오리피스 직경 1.8 mm를 고려하여 최대 화재강도가 15 MW일 때, 소형차전용터널 내 차도 풍속과 대배기구의 개방 간격에 따른 화재연기의 확산거리에 대해 분석하였다. 그 결과, 터널 내 차도 풍속이 1.25 m/s 이하인 경우 터널 내 기류제어가 가능하였으며, 댐퍼 간격이 50 m, 100 m 인 경우 화재로부터 200 m 범위 이내에서 제연이 가능한 것으로 분석됐다.

• 한국항해항만학회지
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• 제42권6호
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• pp.437-445
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• 2018

국제해사기구(IMO)에서는 해양 환경보호를 위해 황산화물($SO_X$), 질소산화물($NO_X$), 이산화탄소($CO_2$) 등의 선박 배기가스 배출 규제를 강화하고 있으며, 특히 미국, 유럽을 중심으로 배출가스통제구역(Emission Control Area, ECA)을 설정하여 운용하고 있다. 이러한 환경 규제의 대응방법으로서 친환경 고효율 선박에 대한 요구가 커지면서 배출가스를 줄일 수 있는 전기추진시스템 관련 연구 및 기술에 대한 관심이 늘어나고 있다. 컨테이너선과 같은 상선은 경제속도 운항의 이유로 전기추진시스템의 적용대상에서 벗어나 있었으나, 앞으로 배기가스 배출 규제가 강화되고 4차 산업혁명 기술로 대표되는 빅데이터, IoT 기술을 적용한 자동화 시스템이 선박에 적용되기 위해서는 모니터링 및 제어가 쉬운 전기추진시스템이 필요할 것으로 전망된다. 따라서 본 논문에서는 6,800TEU 컨테이너 선박을 대상으로 전기추진시스템을 적용하기 위해서 기존 컨테이너 선박의 부하분석을 통해 부하분석 기반의 발전기 및 배터리 용량 설계를 목표로 연구를 진행하였다. 부하분석기반으로 설계된 시스템은 배터리를 이용한 부하분배제어를 통해 발전기가 높은 효율구간에서 운용할 수 있다는 장점이 있다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.158-159
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• 2022

기후위기로 인해 온실가스 감축을 비롯한 다양한 환경규제가 발효되고 있다. 이는 어느 특정 산업분야에 그치지 않고, 전세계적인고산업 전반에 영향을 미치고 있다. 이러한 이유로 IMO와 각국 정부에서는 조선·해운산업관련한 전략과 정책을 발표하고 있는 상황이다. 현행규정은 기존 화석연료를 사용하면서 스크러버와 같은 부가설비를 통해 일정부분 해결가능하겠지만, 궁극적으로는 에너지 전환을 통해 선박에서 발생하는 배출가스에서 이산화탄소(CO₂)와 같은 온실가스의 배출을 제한해야 한다. 이를 위해서는 전통연료인 기름과 천연가스를 대체할 수 있는 연료를 개발해야한다. 그중에서 수소는 연료로 사용할 때 오염물질을 배출하지않는 청정에너지로써 주목을 받고 있다. 하지만, 수소를 폭발범위가 넓고 확산속도가 빨라 이에대한 연구가 필요하다. 따라서, 본 논문에서는 수소추진선박의 연료준비실내에서 수소 누출이 발생하였을 때 그 경향을 분석하고 환기특성을 알아보고자 하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.487-492
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• 2010

For developing a two-stroke free-piston hydrogen engine with high efficiency and low emission, determination of the scavenging type is one of the most important factor. In this research, backfire characteristics for loop scavenging were analyzed with the number of piston crevice volume and piston expansion speed. Rapid Compression Expansion Machine, RCEM was used for combustion research of the free piston $H_2$ engine in the experiment. As the results, it was shown that although backfire occurring in a loop scavenging type can be partially controled by a complete exhaust of burned gas, possibility of backfire basically exist due to the structure which piston crevice volumes contact with fresh mixture in a scavenging port. However, a loop scavenging may be considered as combustion chamber of a free piston $H_2$ engine from the point of view that backfire does not occur nearby lean equivalence ratio obtained high thermal efficiency. It was also analyzed that an advances of backfire occurrence timing with increase of the fuel-air equivalence ratio were due to promotion of flame propagation into piston crevice volumes by decrease of the quenching distance.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.88-97
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• 2012

To measure the traffic pollutants with high temporal and spatial resolution under real conditions, a mobile emission laboratory (MEL) was designed. The equipment of the mini-van provides gas phase measurements of CO, NOx, CO2 and THC (Total hydrocarbon), and number density & size distribution measurements of fine and ultra-fine particles by a fast mobility particle sizer (FMPS) and a condensation particle counter (CPC). The inlet sampling port above the bumper enables the chasing of different type of vehicles. This paper introduces the technical details of the MEL and presents data from the experiment in which a MEL chases a city bus fuelled by diesel, DME and Bio-diesel. The dilution ratio was calculated by the ratio of ambient NOx and tail-pipe NOx. Most particles from the bus fuelled by diesel were counted under 300 nm and the peak concentration of the particles was located between 30 and 60 nm. However, most particles in the exhaust of the bus fuelled by DME were nano-particles (diameter: less than 50 nm). The bus fuelled by Bio-diesel shows less particle emissions compare to diesel bus due to the presence of the oxygen in the fuel.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.178-185
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• 2006

This paper investigates the steady-state combustion characteristics of the Homogeneous charge compression ignition(HCCI) engine with variable valve timing(VVT) and dimethyl ether(DME) direct injection, to find out its benefits in exhaust gas emissions. HCCI combustion is an attractive way to lower carbon dioxide($CO_2$), nitrogen oxides(NOx) emission and to allow higher fuel conversion efficiency. However, HCCI engine has inherent problem of narrow operating range at high load due to high in-cylinder peak pressure and consequent noise. To overcome this problem, the control of combustion start and heat release rate is required. It is difficult to control the start of combustion because HCCI combustion phase is closely linked to chemical reaction during a compression stroke. The combination of VVT and DME direct injection was chosen as the most promising strategy to control the HCCI combustion phase in this study. Regular gasoline was injected at intake port as main fuel, while small amount of DME was also injected directly into the cylinder as an ignition promoter for the control of ignition timing. Different intake valve timings were tested for combustion phase control. Regular gasoline was tested for HCCI operation and emission characteristics with various engine conditions. With HCCI operation, ignition delay and rapid burning angle were successfully controlled by the amount of internal EGR that was determined with VVT. For best IMEP and low HC emission, DME should be injected during early compression stroke. IMEP was mainly affected by the DME injection timing, and quantities of fuel DME and gasoline. HC emission was mainly affected by both the amount of gasoline and the DME injection timing. NOx emission was lower than conventional SI engine at gasoline lean region. However, NOx emission was similar to that in the conventional SI engine at gasoline rich region. CO emission was affected by the amount of gasoline and DME.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.93-99
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• 1997

The re quest to develop the engines that are able to run without air or with very little oxygen condition is raised with the interest of ocean science or the mines. This research had already be gun before the world war II, but had been stagnant owing to the appearance of nuclear power. Recycle diesel engines have ability to run under the above mentioned condition the recycle diesel engine recirculates exhaust gases into intake port and consumes additional oxygen supplied by oxygen tank. Carbon dioxide is controlled by the absorber. The combustion and emission characteristics of recycle diesel engines are quite different with conventional one because the working fluids of recycle diesel engines consist of Ar, $CO_2$ and $O_2$ as well as $N_2$. Recycle diesel engine is therefore different with general diesel engine from the viewpoint of intake air composition. It is required to investigate the effect of intake composition in the combustion and emission to know recycle diesel engine. In this study, NOx concentration, smoke and cylinder pressure are measured with the variation of Ar and $CO_2$ Reduces show that the addition of Ar reduces NOx but increases smoke. Otherwise $CO_2$ reduces smoke and NOX simultaneously. Only $CO_2$ increases the ignition delay and both gases increase fuel consumption Ar addition is superior to $CO_2$ addition for the performance of recycle diesel engine system but $CO_2$ has the avantage with respect to emission.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권2호
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• pp.137-143
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• 2012

현재 세계적으로 배출가스 규제 강화와 유가 상승으로 인해 가솔린엔진에서 배출되는 유해 배출 가스 저감기술 및 연비향상 기술 개발이 절실히 요구되고 있다. 가솔린 직접분사(GDI; Gasoline direct injection) 기술은 가솔린 연료를 직접 연소실에 분사하여 정밀한 연소제어를 통해 매우 희박한 혼합기에서도 고효율의 연소가 가능하게 함으로써 연비저감과 고출력을 동시에 만족할 수 있는 효과적인 기술이다. 본 연구에서는 분무유도방식(spray-guided type)을 이용한 GDI 엔진을 개발하여 안정적인 희박연소를 구현하였다. 자주 사용되는 운전영역에서 연료분사시기의 TDC(Top dead center) 인근으로의 지각을 통하여 안정적인 희박연소를 구현하였으며, 다단분사를 적용하여 추가적인 연료소비율의 개선이 가능한 반면 탄화수소(THC)와 질소산화물($NO_x$)의 배출은 증가하고 CO의 배출은 감소되었다.