• 한국자동차공학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.34-41
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• 2000

The purpose of this research was to investigate the effects of exhaust gas recirculation(EGR) with diesel particulate filter(DPF) on heavy duty diesel engine. The exhaust gas was recirculated to the intake manifold after the smoke was eliminated in the DPF, The major conclusions of this research are i)at each engine speed EGR ratio was able to 60% maximum ii) the amount of NOx emissions was decreased to 90% at high engine load and to more than 60% at low engine load and iii) the amout of NOx emissions was increased to five times according to the increase of engine load but the effect of EGR is more effective at high engine load.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권3호
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• pp.359-364
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• 2004

For the development of high efficiency and low emission combustion systems, high temperature air combustion technology has been tested by utilizing preheated air over 1100 K and exhaust gas recirculation. In this system, combustion air is diluted with large amount of recirculated exhaust gases, such that the oxygen concentration is relatively low in the reaction zone, leading to low flame temperature. Since, the temperature fluctuations and sound emissions from the flame are small and flame luminosity is low, the combustion mode is expected to be flameless or mild combustion. Experiment was performed to investigate the turbulent flame structure and NO$_x$ emission characteristics in the high temperature air combustion focused on coflowing jet diffusion flames which has a fundamental structure of many practical combustion systems. The effect of turbulence has also been evaluated by installing perforated plate in the oxidizer inlet nozzle. LPG was used as a fuel. Results showed that even though NO$_x$ emission is sensitive to the combustion air temperature, the present high temperature air combustion system produce low NO$_x$ emission because it is operated in low oxygen concentration condition by the high exhaust gas recirculation.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.58-62
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• 2002

본 연구는 기관의 성능과 배출가스의 ECR 효과을 대한 것으로 기관은 6실린더 11리터의 대형터보디젤기관이며 ECR 방식은 저압루트시스템을 적용하였다. EGR 작동방식은 기계시이며 터빈 출구로부터 압축기 입구로 재순환시키는 방식이다. 또한 실험은 기관회전수와 부하별로 변경시켰으며 ECR율은 4%와 8%로 고정하여 실험하였고 그 결과를 기존 기관의 성능 및 배출가스결과와 비교 분석하였다. 따라서 본 연구의 목적은 대형터보디젤기관에 폭넓은 작동범위에서 ECR에 의한 기관 및 배출가스 성능에 미치는 영향을 고찰하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권3호
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• pp.390-401
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• 2000

In this study, numerical calculation is carried out to investigate the influence of injection timing, fuel amount, intake $O_2$ concentration, and EGR on Nitric Oxide(NO) formation using a two-zone model in a diesel engine. Results can be summarized as follows. The NO formation is very sensitive to the burned gas temperature, so multi-zone model must be applied to combustion process to predict the burned gas temperature exactly. Since the burned gas temperature increases rapidly during the premixed combustion, most NO is formed within 20 crank angle degrees after ignition. As the injection timing is retarded, the combustion occurs later in the expansion process which causes the decrease of burned gas temperature and, as a result, NO formation decrease. The increase of fuel amount results in the increase of earlier formation of NO in the engine. As the intake $O_2$ concentration increases, the maximum pressure and burned gas temperature increase due to activate combustion. And, [O] mole fraction of equilibrium combustion products also increase. Therefore NO exponentially increases. If exhaust gas is recirculated, the burned gas temperature decreases which results in NO decrease. If exhaust gas is cooled, more NO can be decreased.

• 한국가스학회지
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• 제22권3호
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• pp.7-12
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• 2018

화석연료를 연소할 때 연소로 내의 고온의 온도 분위기에서 열적 질소산화물이 발생하게 된다. 연소기기에서 질소산화물을 저감하기 위한 여러 가지 방법 중에 배기가스 재순환 방법이 널리 쓰이고 있다. 본 연구에서는 배기가스 재순환 배관에 코안다 노즐을 사용하고 양쪽 출구가 트인 재순환하는 버너에 대하여 냉간 유동 특성을 전산유체해석을 통해 살펴보았다. 재순환 배관이 원통 버너의 접선방향으로 설치되어 있어서 버너 내부에서 선회유동이 형성되어 원통 버너 중심 부분에 역류가 생기는 현상을 관찰하였으며 이는 한쪽이 막힌 재순환 버너와 유사한 경향임을 확인 하였다. 본 연구로부터 양쪽 출구가 트인 재순환 버너에서 재순환 유입량은 한쪽이 막힌 버너보다 약 5% 증가하는 것을 확인하였고 양쪽 트인 버너에서 배기가스 재순환 배관의 유입구 위치의 출구에서는 전체 영역에서 유입 유동이 형성되고 반대편의 출구에서는 총 유량은 배출되지만 원통의 가운데 부분은 역류가 일어나는 것을 확인하였다. 배출되는 출구에서 배출되는 유량은 유입되는 출구에서의 유입량보다 3~5배 유량이 크게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.696-701
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• 2018

연소 반응 시 발생하는 질소산화물은 산성비와 미세먼지 발생에 많은 영향을 미치는 물질이다. 이에 대한 저감 방법으로 고비용의 탈질설비 대신 지연연소 등의 방법에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 이러한 연구들 중에 적은 양의 공기로 많은 양의 배기가스를 재순환 할 수 있는 코안다 노즐을 이용한 배기가스 재순환 연소에 대한 연구가 최근에 이루어지고 있다. 본 연구에서는 배기가스 재순환 배관에 코안다 노즐을 사용하여 배기가스를 재순환하는 재순환 버너의 양쪽 출구가 트인 형상에 대하여 전산유체해석을 통해 연구를 수행하였으며 연소 유동의 압력, 유선, 온도, 연소 반응 속도와 질소산화물의 분포 특성을 살펴보았다. 배기가스를 재순환하여 연소용 공기와 혼합된 기체가 원통의 접선방향으로 유입되어 연료노즐 출구 부근에서 압력이 낮은 영역이 존재하고 이에 따라 원통 버너의 중심부근에는 버너의 가운데 부분으로 역류가 형성되며 가장자리 부분으로 배기가스가 배출되는 것을 확인하였다. 배기가스가 유입되는 부분이 버너의 오른쪽에 있어서 버너의 오른쪽으로 연소반응이 일어나며 상대적으로 온도분포와 NOx 분포가 높게 나타났다. 연소용 공기비를 1.0에서 1.8까지 변화하여 NOx 생성을 관찰한 결과, 공기비가 1.0에서 1.5까지는 평균 NOx 생성이 감소하다가 공기비가 1.8일 때 급격히 증가하는데 이는 NOx 생성 반응은 온도의 지수승에 비례하게 되는데 공기비가 1.5이상이 되면서 온도의 영향을 많이 받아서 NOx 생성 반응이 오른쪽 영역에서 급격히 증가하는 것으로 판단된다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.135-140
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• 2010

An important goal in diesel engine research is the development of a means to reduce the emissions of nitrogen oxides (NOX). The use of a cooled exhaust gas recirculation (EGR) system is one of the most effective techniques currently available for reducing nitrogen oxides. Since Particular Matter (PM) fouling reduces the efficiency of an EGR cooler, a trade-off exists between the amount of NOX and PM emissions, especially at high engine loads. In the present study, engine dynamometer experiments have been performed to investigate the heat exchange characteristics of the stack-type EGR coolers with wave fin pitches of 3.6 and 4.6 mm. The results show that the heat exchange effectiveness is decreased as surface area decrease with pitch of 4.6 mm due to PM fouling. As surface area increase at pitch of 3.6 mm, super-cooling happens in the recirculated exhaust gas.

• 유기물자원화
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• 제7권2호
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• pp.93-104
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• 1999

본 연구는 기존의 소멸화장치를 개선하여 에너지절감과 동시에 탈취효과를 극대화시키면서 유기물의 분해능력을 극대화시키는 장치를 개발하기 위하여 실시되었다. 기존의 장치와 비교하여 3차에 걸친 열교환을 통하여 백금촉매탑에서 발생하는 폐열을 회수하여 이용하게 하였으며, 배기가스의 65%정도를 재순환하게 하였다. 또한 장치전체에 대해서는 감압을 유지하게 하여 수분의 증발을 원활하게 하였다. 미생물제재에 의하여 반응을 안정적으로 유지하는 것이 가능했으며, 또한 분해매체제는 기존의 처리용량의 20배용적을 사용했으나, 본장치에서는 15배용적에 있어서도 미생물활성화가 가능하며, 호기성분위기를 효율적을 유지하는 것이 가능했다. 배기가스의 내부순환을 시스템을 사용함에 따라 얻어지는 효과에 대하여 검토한 결과, 내부의 악취물질인 암모니아가스농도를 감소시키는 것이 가능했으며, 탈취탑으로 유입되는 배기가스가 경감됨에 따라 전력비가1/3선으로 절감되는 효과가 확인되었다. 이러한 내순환에 따라 최적공기량은 100kg처리용량에 대하여 $0.44m^3$로, 이 공기량의 변화에 따라 전력비가 비례하여 변화하는 현상이 확인되었다.

• 한국연소학회지
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• 제18권4호
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• pp.1-11
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• 2013

The oxy-fuel combustion is $CO_2$ capture technology that uses mixture of pure $O_2$ and recirculated exhaust as oxidizer. Currently some Oxy-fuel power plants demonstration project is underway in worldwide. Meanwhile research project for converting 125 MWe Young-Dong power plant to 100 MWe oxy-fuel power plants is progress. In this paper, 1 D process analytical approach was applied for conducting process design and operating parameters sensitivity analysis for oxy-fuel combustion of Young-Dong power plant. As a result, appropriate gas recirculation rates was 74.3% that in order to maintain normal rating superheater, reheater steam temperature and boiler heat transfer patterns. And boiler efficiency 85.0%, CPU inlet $CO_2$ mole concentration 71.34% was predicted for retrofitted boiler. The oxygen concentration in the secondary recycle gas is predicted as 27.1%. Meanwhile the oxygen concentration 22.4% and moisture concentration 5.3% predicted for primary recycle gas. As the primary and secondary gas recirculation increases, then heat absorption of the reheater is tends to increases whereas superheater side is decreased, and also the efficiency is tends to decrease, according to results of sensitivity analysis for operating parameters. In addition, the ambient air ingression have a tendency to lead to decline of efficiency for boiler as well as decline of $CO_2$ purity of CPU inlet.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제26권4호
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• pp.457-463
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• 2002

The closed cycle diesel engine is used in a closed circuit system which has no air breathing. The working fluid as intake mixture are consisted of oxygen, argon and recirculated exhaust gas in order to obtain underwater or underground power sources. In the present study, the high pressure diesel engine which can be operated by the closed cycle system with high intake pressure for increasing the net power rate is designed. It has been carried out to investigate the combustion characteristics of high pressure diesel engine according to the power rate. The maximum cylinder pressure and heat release rate were investigated. Also, major experimental data such as specific fuel consumption rate, oxygen concentrations, fuel conversion efficiency, polytropic exponent, and IMEP were compared with low pressure diesel engine experimental data.