The objective of this work is to numerically reveal the effect of equivalence ratio change on the simultaneous reduction of NOX and soot emissions from the simulated-EGR compression ignition engine containing CO2. An experiment was conducted by using a single-cylinder common-rail injection system engine, an intake control system, and exhaust emissions analyzers. The numerical analysis results were validated under the same experimental conditions. To investigate the effect of equivalence ratio by simulated-EGR containing CO2, the O2, N2, and CO2 mole fraction were changed in the initial air conditions to the cylinder. The results were analyzed in terms of peak cylinder pressure, indicated mean effective pressure, indicated specific nitrogen oxide, and indicated specific soot. It was revealed that ignition delay characteristics and heat release rate (ROHR) characteristics were not significantly different according to the equivalence ratio. However, as the equivalence ratio increased from 0.68 to 0.83, the maximum combustion pressure and IMEP decreased by about 6.5% and 9.4%, respectively. In the case of ISFC, as is well known, the trend is opposite of IMEP. In the case of ISNO, as the equivalence ratio increased, less NO was generated, and as the equivalence ratio increased by 0.05, the ISSoot value of about 10% increased.
NOx, PN and CO emissions from diesel trucks make up a significant portion of domestic air pollutant emissions. Therefore, test vehicles with various emission standards and driving modes were selected to evaluate the emission characteristics of regulated pollutants (NOx, PN, CO) in medium-duty trucks. As a result of test, all test vehicles were satisfied with Euro 5 or 6 regulation. NOx emissions of Euro 6 vehicles with after-treatment of LNT + DPF were lower than those of Euro 5 vehicles with DPF. In WLTC mode, all vehicles have high NOx emissions at section of extra high speeds, which are determined by increased fuel consumption and high combustion temperatures. CO and PN emissions from all vehicles were found to be low at section of low speeds. Also, The NO2/NOx ratio was analyzed at 7-23% in each mode, and the NO2/NOx ratio increased as the average vehicle speed increased. In NIER 9 mode, the CO, HC, and PN emissions were higher under cold conditions of engine than hot conditions of engine. In addition, vehicles with after-treatment system of LNT have similar NOx emissions level in this study.
Recently, 1-D model-based engine development using virtual engine system is getting more attention than experimental-based engine development due to the advantages in time and cost. Injection rate profile is the one of the main parameters that determine the start and end of combustion. Therefore, it is essential to set up a sophisticated model to accurately predict the injection rate as starting point of virtual engine system. In this research, procedure of 1-D model setup based on AMESim is introduced to predict the dynamic behavior and injection rate of diesel injector. As a first step, detailed 3D cross-sectional drawing of the injector was achieved, which can be done with help of precision measurement system. Then an approximate AMESim model was provided based on the 3D drawing, which is composed of three part such as solenoid part, control chamber part and needle and nozzle orifice part. However, validation results in terms of total injection quantity showed some errors over the acceptable level. Therefore, experimental work including needle movement visualization, solenoid part analysis and flow characteristics of injector part was performed together to provide more accuracy of 1-D model. Finally, 1-D model with the accuracy of less than 10% of error compared with experimental result in terms of injection quantity and injection rate shape under normal temperature and single injection condition was established. Further work considering fuel temperature and multiple injection will be performed.
A T-800 (Co-Mo-Cr) coating material is fabricated using Co-Mo-Cr powder feedstock and laser cladding. The microstructure and melted Al erosion properties of the laser-cladded T-800 coating material are investigated. The Al erosion properties of the HVOF-sprayed MoB-CoCr and bulk T-800 material are also examined and compared with the laser-cladded T-800 coating material. Co and lave phases (Co2MoCr and Co3Mo2Si) are detected in both the laser-cladded T-800 coating and the bulk T-800 materials. However, the sizes of the lave phases are measured as 7.9 ㎛ and 60.6 ㎛ for the laser-cladded and bulk T-800 materials, respectively. After the Al erosion tests, the erosion layer thicknesses of the three materials are measured as 91.50 ㎛ (HVOF MoB-CoCr coating), 204.83 ㎛ (laser cladded T-800), and 226.33 ㎛ (bulk T-800). In the HVOF MoB-CoCr coating material, coarse cracks and delamination of the coating layer are observed. On the other hand, no cracks or local delamination of the coating layer are detected in the laser T-800 material even after the Al erosion test. Based on the above results, the authors discuss the appropriate material and process that could replace conventional bulk T-800 materials used as molten Al pots.
Tribaloy 800 (T800) powder is coated on the Inconel 718 substrate by the optimal High Velocity Oxy-Fuel (HVOF) thermal spray coating process developed by this laboratory. For the study of the possibility of replacing of the widely used classical chrome plating, friction, wear properties and sliding wear mechanism of coatings are investigated using reciprocating sliding tester both at room and at an elevated temperature of $1000^{\circ}F\;(538^{\circ}C). Both at room temperature and at $538^{\circ}C$, friction coefficients and wear debris of coatings are drastically reduced compared to those of non-coated surface of Inconel 718 substrate. Friction coefficients and wear traces of both coated and non-coated surfaces are drastically reduced at higher temperature of $538^{\circ}C$ compared with those at room temperature. At high temperature, the brittle oxides such as $CoO,\;Co_3O_4,\;MoO_2,\;MoO_3$ are formed rapidly on the sliding surfaces, and the brittle oxide phases are easily attrited by reciprocating slides at high temperature through complicated mixed wear mechanisms. The sliding surfaces are worn by the mixed mechanisms such as oxidative wear, abrasion, slurry erosion. The brittle oxide particles and melts and partial-melts play roles as solid and liquid lubricant reducing friction coefficient and wear. These show that the coating is highly recommendable for the durability improvement coating on the surfaces vulnerable to frictional heat and wear.
레이저 유도 플라즈마 분광분석법 (Laser-induced breakdown spectroscopy : LIBS) 은 기존의 레이저 기반의 연소 진단 기법들의 약한 신호세기, 복잡한 장비 구성, 낮은 정확도 등의 단점을 보완하는 기법이다. 본 연구에서는 LIBS를 활용하여 스크램 제트 엔진의 연소 가스 온도를 측정하기 위한 기초 연구가 수행되었다. 스크램 제트 엔진에서 사용되는 Jet A-1 연료로 스프레이 화염을 만들고 교정된 열전대로 화염 상부에서의 가스 온도를 측정하였다. 그리고 열전대의 온도 측정위치와 동일한 지점에서의 LIBS 신호를 획득하였다. LIBS 스펙트럼을 분석하여 LIBS 신호와 열전대로 측정된 기준 온도와의 보정곡선을 얻었다. 그래서 본 연구를 통해 LIBS를 활용하여 연소 가스의 온도를 in-situ 하게 측정할 수 있음을 확인하였다.
Most of the fossil power plants firing lower grade coals are challenged with maintaining good combustion conditions while maximizing generation and minimizing emissions. In many cases significant derate, availability losses and increase in unburned carbon levels can be attributed to poor combustion conditions as a result of poorly controlled local fuel and air distribution within the boiler furnace. The poor combustion conditions are directly related to the gas flow deviation in upper furnace and convection tube-bank but a less reported issue related to in large-scale oppose wall fired boilers. In order to develop a on-line combustion monitoring system and suggest an alternative heat flux estimation method at tube bank, which is very useful information for boiler design tool and blower optimizing system, field test was conducted at operating power boiler. During the field test the exhaust gases' temperature and tube metal temperature were monitored by using a spatially distributed sensors grid which located in the boiler's high temperature vestibule region. At these locations. the flue gas flow is still significantly stratified, and air in-leakage is minimal which enables tracing of poor combustion zones to specific burners and over-fire air ports. Test results showed that the flue gas monitoring method is more proper than metal temperature distribution monitoring for real time combustion monitoring because tube metal temp. distribution monitoring method is related to so many variables such as flue gas, internal flow unbalance, spray etc., Heat flux estimation at the tube bank with flue gas temp. and metal temp. data can be alternative method when tube drilling type sensor can't able to use.
[ $50/50 vol\%$ ] LSM-YSZ의 양극은 콜로이드 증착법에 의해 YSZ 전해질상에 증착하였다. 양극 특성은 주사전자현미경과 임피던스 분석기에 의해 고찰하였다. LSM-YSZ양극의 제조 조건에 따른 영향을 관찰하였으며, 그 영향에 대한 개선책이 고체산화물 연료전지의 성능향상을 위해 제시되었다. 임피던스에 대한 온도, YSZ전해질로의 양극 접착에 대한 표면 오염, 사용하는 Pt 페이스트, 미세구조에 대한 곡표면에 가해진 연무질 분사기술과 셀과 셀의 변동성에 대한 영향들은 각각 $900^{\circ}C$ 측정, YSZ표면 연마, 일단의 Pt페이스트 사용, 평편한 YSZ판의 사용과 일관된 절차와 기술의 사용에 의해 해결되었다. 이때 재현성 있는 임피던스 스펙트럼들이 향상된 셀을 사용함으로써 얻어졌고, $900^{\circ}C$에서 (공기)LSM-YSZ/YSZ/LSM-YSZ(공기) 셀에 대해 측정된 전형적인 임피던스 스펙트럼들은 2개의 불완전한 호로 구성되었다. 또한 LSM-YSZ 양극의 임피던스 특성은 촉매층, 양극 조성, 인가 전류 등과 같은 실험 조건들에 의해서도 영향을 받았다.
Micron-sized Co-alloy T800 powder was coated on Inconel718 (IN718) using high velocity oxygen fuel (HVOF) thermal spraying by the optimal coating process (OCP) determined from the best surface hardness of 16 coatings prepared by Taguchi program. The surface hardness improved 140-160 % from 399 Hv of IN718 to 560-630 Hv by the coating. Porosity of the coating was 1.0-2.7 %, strongly depending on spray parameters. Both friction coefficients (FC) and wear traces (WT) of the coating were smaller than those of IN718 substrate at both $25^{\circ}C$ and $538^{\circ}C$. FC and WT of IN718 and coating decreased with increasing the surface temperature. Tensile bond strength (TBS) and fracture location (FL) of Ti64/T800 were 8,770 psi and near middle of T800 coating respectively. TBS and FL of Ti64/NiCr/T800 were 8,740 psi and near middle of T800 coating respectively. This showed that cohesion of T800 coating was 8,740-8,770 psi, and adhesion of T800 on Ti64 and NiCr was stronger than the cohesion of T800.
본 연구에서는 횡단류 아음속유동장에서 연료가 여러 분사각도를 가지고 수직 분무시 나타나는 액주영역의 궤적과 분열지점에 관한 연구를 수행하였다. 직접 사진촬영 방법과 평면레이저유도형광(PLLIF) 기법으로 정방향 분사각도의 분무에서 액주영역의 궤적식과 분열지점까지의 거리에 대한 경험식을 도출하여 기존 연구결과와 비교 분석하고 대향분사의 액주 궤적식과 분열지점까지의 거리에 대한 경험식을 도출하였다. 실험을 통하여 액주영역의 궤적과 분열지점까지의 거리는 분사차압, 공기의 유속, 인젝터 지름 크기, 분사각도에 의하여 결정됨을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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