• 한국가스학회지
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• 제26권3호
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• pp.45-53
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• 2022

디젤엔진의 배출물 개선을 위해 탄소수가 낮은 천연가스를 혼합하여 사용하는 천연가스-디젤 혼소 연소가 각광받고 있다. 특히 자발화 특성에 차이가 있는 디젤과 천연가스의 특성을 이용한 반응성 제어 압축착화(reactivity controlled compression ignition, RCCI) 연소 전략을 통해 기존 디젤엔진의 효율과 배출가스를 동시에 개선시키는 연구가 활발하게 진행되어 왔다. 상사점보다 앞당겨진 디젤 직접 분사시기 적용을 통해 실린더 전체 영역의 균일 혼합기를 형성하여 전체적으로 희박한 자발화 기반 연소를 달성함으로써 질소산화물 (NOx) 및 입자상물질 (PM) 저감과 제동열효율 개선을 동시에 달성할 수 있다. 하지만 매우 희박한 저부하 영역에서 불완전 연소량이 증가하는 단점이 존재하며, 안정적인 연소 구현을 위해 디젤 분사시기가 민감하게 제어되어야 하는 어려움도 존재한다. 본 연구에서는 앞서 언급된 저부하 영역에서의 천연가스-디젤 혼소 엔진의 효율 및 배기 개선을 확인하고, 동시에 발전용 엔진 구동 영역에서 디젤 분사시기에 따른 연소안정성을 평가하였다. 실험에는 6 L급 상용디젤 엔진이 사용되었으며, 1,800 rpm, 50% 부하 영역 (~50 kW)에서 실험이 진행되었다. 제동효율 및 연소안정성을 개선하기 위한 전략으로 분무 패턴이 다른 2개의 인젝터를 적용하였으며, 천연가스/디젤 비율과 디젤 분사시기를 바꿔가면서 실험이 진행되었다. 실험 결과, 협각 분사가 추가된 수정 인젝터에서 제동 열효율이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 연소안정성 및 출력, 그리고 강화된 배기 규제를 고려하였을 때 수정 인젝터의 분무 패턴이 예혼합연소 형성에 적합하였고 이를 통해 질소산화물 배출량을 Tier-V 기준치인 0.4 g/kWh 이하로 저감함으로써 RCCI 연소 가능 영역을 확장할 수 있음을 실험적으로 확인하였다.

• 한국해양학회지
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• 제30권4호
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• pp.279-287
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• 1995

1992년 5월 21과 22일에 동해 중부해역 3개 정점의 100 m 상부층에서 ²¹⁰Po, ²¹⁰Pb, ²³⁴Th의 농조를 연직적으로 측정하고, 이들 천연방사성핵 종의 분포가 소용돌이의 형성 및 수괴분포에 따라 어떻게 달라지는지를 알아보았다. 그 결과, 소용돌이의 남쪽에 위치한 정점 A1에서는 강한 수온약층이 50~100 m 사이의 층에 존재하고 있고, 속초 연안에 위치한 정점 B10에서는 10~50 m 사이의 층에 존재 하고 있다. 특히, 이 정점의 50~220 m 사이의 층에는 수온이 10.1$\pm$0.5$^{\circ}C$범위인 비교 적 균질한 해수가 존재하고 있으며, 이 수괴는 다른 2개 정점의 동일수심에 비해 수온 이 현저히 높고 영양염류의 농도가 매우 낮다. 이는 영양염류가 고갈된 따뜻한 표층수 가 침강하기 때문일 것이다. ²¹⁰Pb과 ²¹⁰Po의 농도는 3개 정점중 정점 A1 에서 가장 높고, 정점 B1에서 가장 납다. 또한, ²¹⁰Pb과 상반된 분포 양상을 보 인다. 그리고, 소용돌이가 형성되지 않은 2개 정점의 경우 표층 또는 강한 수온약층 상부에서는 어미핵종인 ²¹⁰Pb 보다 ²¹⁰Po 이 부족하지만, 그 하부층에서 는 ²¹⁰Po 의 과잉량을 보인다. 그러나, 소용돌이 중심에 가까운 정점에서는 50 m 하부층에서도 ²¹⁰Po 의 과잉량을 보이지 않고 거의 방사평형된 값이다. ²²⁴Th 의 농도는 정점 A1과 B10의 경우 대체적으로 강한 수온약층 상부층이 그 하부 층보다 낮다.. 그러나, 소용돌이의 중심부에 가까운정점 A1에서는 30 m 상부층의 ²³⁴Th 농도가 그 하부층 보다 오히려 높은데, 이는 입자 물질의 영향 때문인 것 같 다. Box-model 계산 결과, 정점 A1과 정점 B10의 표연혼합층에서 ²¹⁰Po의 체류 시간은 약 1년정도이고, 소용돌이의 중심에 가까운 정점 A1에서는 0.4년이다. 3개 정 점에서 100 m 상부층의 ²³⁴Th 체류 시간은 18~30일 범위이다. 또한, 표면혼합 층으로부터 제거된 ²¹⁰Po 이 수온약층내에서의 재순환율은 정점 A에서 39%이고, 정점 B1에서 92%이다. 이처럼, 정점 B1에서 ²¹⁰Po의 대순환율이 상대적으로 큰 것은 수온약층에서 ²¹⁰Po 의 재순환속도가 느릴 뿐만 아니라 표면혼합층의 두께 가 훨씬 얇기 때문이라고 생각된다.