• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.91-97
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• 2023

오래된 디젤 엔진을 탑재하고 있는 노후화된 건설용 기계 및 차량들은 보통 수명이 길기 때문에 최신의 배기 규제와는 동떨어진 수준의 유해한 배출가스를 계속 배출하고 있다. 따라서 이러한 구형 디젤 엔진을 최신 배기 규제를 만족하는 엔진으로 대체할 수 있다면 대기질 개선에 도움이 될 것으로 기대되는데, 건설 현장에서 손쉽게 구할 수 있는 프로판 연료를 적용한 엔진이 적합한 대안이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 6.8리터 CNG 엔진을 베이스로 프로판 전용 엔진을 개발하였으며, 가스 전용 인젝터, 배기가스재순환(EGR), 강화된 촉매 등의 기술이 적용되었다. 그 결과 동급의 디젤 엔진 출력 및 토크를 확보하는 한편 최신 배출가스 규제인 Stage-V 수준에서 질소산화물은 절반 수준에 해당하는 배출가스 성능을 달성하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권5호
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• pp.325-332
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• 2014

전 세계적으로 라돈에 대한 관심이 증대되면서 실내 라돈 농도를 저감하기 위한 노력이 여러 분야에서 진행 중이다. 실내 라돈의 저감 기술 개발을 위해서는 라돈의 실내 유입 및 방출 차단에 대한 예측 및 평가방법에 대한 기술 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 건축자재에서 방출되는 라돈의 실내 확산을 전산모델링 하여 해석적 방법과 비교하였으며, CFD 해석을 통하여 환기조건, 환기량, 건축자재 변화에 따른 건물 내 기류 특성과 라돈 농도를 평가하였다. 실내 라돈 농도는 실내 기류의 재순환 영역이 형성되는 곳에서 높게 분포하였으며, 환기량이 증가할수록 감소하였다. 건축자재별 실내 라돈 농도는 시멘트 벽돌이 가장 높았으며, 그 다음 에코카라트, 석고보드 순으로 나타났다. 본 연구의 결과는 실내 라돈 저감을 위한 건축재료의 선정과 실내 라돈 예측 및 평가 방법으로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권10호
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• pp.717-723
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• 2013

대한민국 환경부는 전국 대도시 측정소의 절반 이상에서 초미세먼지(Particulate Matter, $PM_{2.5}$) 농도가 기준치를 초과함으로서 국민의 건강보호를 위한 초미세먼지 제거대책을 추진 중에 있다. 전주시 중심가에서 여러 가지 주행조건을 달리하고 주행 중에 승용차내 초미세먼지를 측정한 결과 공기순환모드(Actuator)를 내기모드로, 송풍기(Blower)를 2단으로 조절한 경우에 초미세먼지의 감소속도가 가장 신속하고 낮은 농도를 유지하였다. 주행중에 창문을 열면 외부의 오염원 진입과 더불어 내부 먼지의 비산이 발생하였으며 탑승인원의 증가도 초미세먼지의 비산을 유발하였다. 공기 청정용 필터는 현재 사용중인 절곡 폴리프로필렌 부직포가 가장 우수했으나, 초미세먼지와 함께 휘발성 유기물질의 제거를 위하여는 탄소흡착제인 활성탄소섬유(Activated Carbon Fiber Filter) 부직포 필터의 사용이 훨씬 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국해양공학회지
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• 제10권3호
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• pp.138-152
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• 1996

Many studies of heat transfer on the swirling flow or unswirled flow in a abrupt pipe expansion are widely carried out. The mechanism is not fully found evidently due to the instabilities of flow in a sudden change of the shape and appearance of turbulent shear layers in a recirculation region and secondary vortex near the corner. The purpose of this study is to obtain data through an experimental study of the swirling flow and heat transfer downstream of an abrupt expansion in a circular pipe with uniform heat flux. Experiments were carried out for the turbulent flow nd heat transfer downstream of an abrupt circular pipe expansion. The uniform heat flux condition was imposed to the downstream of the abrupt expansion by using an electrically heated pipe. Experimental data are presented for local heat transfer rates and local axial velocities in the tube downstream of an abrupt 3:1 & 2:1 expansion. Air was used as the working fluid in the upstream tube, the Reynolds number was varied from 60, 00 to 120, 000 and the swirl number range (based on the swirl chamber geometry, i.e. L/d ratio) in which the experiments were conducted were L/d=0, 8 and 16. Axial velocity increased rapidly at r/R=0.35 in the abrupt concentric expansion turbulent flow through the test tube in unswirled flow. It showed that with increasing axial distance the highest axial velocities move toward the tube wall in the case of the swirling flow abrupt expansion. A uniform wall heat flux boundary condition was employed, which resulted in wall-to-bulk temperatures ranging from 24.deg. C to 71.deg. C. In swirling flow, the wall temperature showed a greater increase at L/d=16 than any other L/d. The bulk temperature showed a minimum value at the pipe inlet, it also exhibited a linear increase with axial distance along the pipe. As swirl intensity increased, the location of peak Nu numbers was observed to shift from 4 to 1 step heights downstream of the expansion. This upstream movement of the maximum Nusselt number was accompanied by an increase in its magnitude from 2.2 to 8.8 times larger than fully developed tube flow values.

• 대한환경공학회지
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• 제28권8호
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• pp.852-859
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• 2006

Anammox(anaerobic ammonium oxidation)와 Canon(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite) 공정과 같은 새로운 미생물학적 공정은 혐기성 소화 슬러지 상징수와 같은 고농도 암모늄 폐수로부터 효과적으로 질소를 제거할 수 있는 미생물학적 처리 기술이다. 본 연구에서는 합성폐수와 슬러지 소화조 상징수를 대상으로 상향류식 입상슬러지상 형태를 가진 새로운 Canon 형 질소 제거공정의 적용 가능성과 그 운전특성에 대하여 연구하였다. 이때 산소공급원으로 주입된 공기는 유출수 반송라인에 설치된 외부폭기조에서 공급하였다. 합성폐수(${\leq}110$ mg $NH_4$-N $L^{-1}$)를 사용한 첫 번째 실험에서는 유효 HRT 3.8일에서 약 95%의 암모늄(T-N 기준 92%)이 제거되었다. 또한 슬러지 소화 상징액($438{\pm}26$ mg $NH_4$-N $L^{-1}$)을 이용한 두 번째 실험에서는 유효 HRT 5.4일과 3.8일에서 각각 $94{\pm}1.7%$와 $76{\pm}1.5%$의 질소가 제거되었다. 두 실험 모두 유출수에서의 아질산염과 질산염 농도는 매우 낮게 검출되었다. 다른 미생물학적 질소 제거 신기술과 비교하였을 때 이 공정은 상당히 낮은 산소소모량($0.29{\sim}0.59$ g $O_2$ $g^{-1}N$)과 알칼리 소모($3.1{\sim}3.4$ g $CaCO_3$ $g^{-1}N$) 특성을 보였다. 이 공정은 또한 간단한 반응조 형상을 가지고 있으므로 효과적인 미생물 확보능력과 함께 시설투자 및 유지관리비용이 낮은 장점을 가지고 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권5호
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• pp.371-377
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• 2009

순산소연소 배가스 중 $CO_2$ 농도는 가스의 재순환으로 인해 95%까지 농축 가능하며, $CO_2$ 농도가 높은 조건에서 석회석의 소성특성은 기존의 공기 연소와 다르게 나타난다. 본 연구에서는 흡수제로 특성이 다른 세 종류의 국내산 석회석을 이용하여, 소성온도에 따른 석회석의 소성특성에 대해 알아보았다. 또한 흡수제 종류, 반응온도 등의 운전변수가 $SO_2$ 제거효율에 미치는 영향에 대하여 알아보고, 반응생성물을 포집하여 황 함량을 측정하였다. 소성온도가 증가함에 따라 석회석의 소성율 및 비표면적은 증가하는 경향을 보였으며, 반응온도가 증가함에 따라 $SO_2$ 제거효율은 증가하였으며 석회석의 종류에 따라 $SO_2$ 제거효율이 뚜렷한 차이를 보였다. 최고효율 나타낸 석회석 시료에 대한 반응생성물 분석결과 시료 내 황 함량은 약 10% 정도인 것으로 나타났다.

• 에너지공학
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• 제6권1호
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• pp.104-113
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• 1997

본 연구에서는 상용공정모사기인 ASPEN PLUS를 이용하여 건식탄공급, 산소사용 분류층 가스화기인 Shell가스화공정, 저온가스정제공정, GE MS7001FA가스터빈, 삼압.자연순환식 폐열회수보일러, 재열복수식 증기터빈 및 극저온 산소분리공정을 채용한 IGCC시스템에 대하여 성능해석 모델을 개발하고 시스템 성능해석을 위한 민감도분석을 수행하였다. 본 모델의 적정성은 설계조건에서 대상탄을 이용한 정상상태 성능해석 결과를 타 시뮬레이션 결과와 비교함으로서 검증하였다.$^{1)}$ . Illinois#6탄을 대상으로 수행한 시뮬레이션 결과는 투입되는 탄에 함유된 수분의 양이 증가함에 따라 가스화기의 온도가 감소하며, 회분 및 황이 많은 경우에 현열손실이 증가하여 시스템 효율이 감소하였다. 개발된 모델을 이용하여 가스화기의 운전압력, 증기/석탄비율 및 산소/석탄비율에 따르는 시스템의 민감도분석을 수행한 결과 운전압력 증가에 따라 가스화기 노내온도가 상승하며, 가연성가스(CO＋H2) 생성율이 감소하였다. 증기/석탄비율 변화분석에서는 공급증기의 양을 변화시키면 가연성가스의 최고생성점이 보다 낮은 산소/석탄비율에서 나타남을 알 수 있었다. 또한 산소/석탄비율 변화분석에서는 증기/석탄 공급비율 0.2에서 산소/석탄 공급비율이 0.77인 경우에 가장 최적의 운전조건임을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제19권4호
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• pp.22-28
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• 2015

LPG가 수송용 연료로서 경쟁력을 유지하기 위해서는 지속적인 기술개발을 통해 휘발유와의 연비격차를 감소시키고 후처리시스템 등에 의한 가격 부담을 낮추어야 한다. 이에 본 연구에서는 안정적인 희박연소 구현을 통한 연비개선을 얻기 위해 실린더 중앙에 점화플러그와 연료분사기가 인접해 있고, 연료가 분사된 후 바로 점화가 이루어지도록 하는 분무유도방식의 LPG 직접분사엔진을 개발의 일환으로 연소제어인자의 변화에 따른 연소 특성을 분석하였다. 안정적인 연소를 위해 국부적으로 농후한 혼합기를 형성하는 성층희박연소의 특성상 일정 수준이상의 질소산화물이 배출되는 문제점을 갖고 있다. 질소산화물 저감을 위해 EGR을 적용한 결과 연료소비율과 THC의 배출은 약간 증가하지만 $NO_x$배출은 약 15% 저감되었다. EGR 적용에 의한 연소속도의 감소는 초기 화염발달 시기에 집중되어 나타났으며 흡입공기의 희석효과에 의해 EGR율이 증가할수록 최대 열방출율 및 열방출율 증가 기울기가 감소하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.538-545
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• 2020

화력발전소의 옥외 저탄장은 주변 지역의 환경오염 문제로 인하여 국내외적으로 옥내 저탄장으로 전환되고 있는 추세이다. 하지만 옥내 저탄장의 경우 실내의 석탄 비산과 유해가스의 발생이 문제가 되고 있다. 본 연구는 옥내 저탄장 내부를 외기의 풍속 및 풍향에 따른 내부 유동장 특성과 환기량을 분석하여 환기 방안을 제시하고자 한다. 옥내 저탄장 내부에서의 실제 유동 측정 정보를 기반으로 하여 CFD 해석을 수행하였다. 외기 풍향이 동풍일 때 풍속이 6 m/s인 경우와 2 m/s인 경우를 비교해본 결과는 6 m/s일 때 Monitor louver로 배출되는 유속이 2 m/s일 때보다 빠르며 재순환 영역이 뚜렷하게 나타났다. 또한 외기 풍향이 서풍일 경우에도 동풍과 경향이 비슷함을 확인하였다. 풍속에 따른 환기량을 확인한 결과는 풍속이 6 m/s인 경우에는 환기 횟수는 13.1회, 2 m/s인 경우에는 4.4회의 환기가 가능하다. 풍속이 2 m/s인 경우에 일반 공장의 시간당 필요 환기 횟수에 미치지 못하여 다소 개선이 필요한 실정이다.

• 한국산업보건학회지
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• 제25권3호
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• pp.380-391
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• 2015

Objectives: The objective of this study is to assess airborne particulate matter pollution and its effect on health of residents living near Ansim Briquette Fuel Complex and its vicinities. Also, this study measured and analyzed the concentration of TSP, $PM_{10}$, $PM_{2.5}$, and heavy metals which influences on the environmental and respiratory disease in Ansim Briquette Fuel Complex, Daegu, Korea. Methods: In this study, we analyzed various environmental pollutants such as particulate matter and heavy metals from Ansim Briquette Fuel Complex that adversely affected local residents's health. In particular, we verified the concentration distribution and characteristics of exposure for TSP, $PM_{10}$, and $PM_{2.5}$ among particulate matters, and heavy metals(Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Fe, Zn, and Mg). In that regard, the official test method on air pollution in Korea for analysis of particulate matter and heavy metal in atmosphere were conducted. The large capacity air sampling method by the official test method on air pollution in Korea were applied for sampling of heavy metals in atmosphere. In addition, we evaluated the concentration of seasonal environmental pollutants for each point of residence in Ansim Briquette Fuel Complex and surrounding area. The sampling measured periods for air pollutants were from August 11, 2013 to February 21, 2014. Furthermore, we measured and analyzed the seasonal concentrations(summer, autumn and winter). Results: The average concentration for TSP, $PM_{10}$, and $PM_{2.5}$ by direct influence area at Ansim Briquette Fuel Complex were 1.7, 1.4 and 1.9 times higher than reference region. In analysis results of seasonal concentrations for particulate matter in four direct influence and reference area, concentration levels for winter were generally somewhat higher than concentrations for summer and autumn. The average concentrations for Cd, Cr, Mn, Ni, Pb, Fe, and Zn in direct influence area at Ansim Briquette Fuel Complex were $0.0008{\pm}0.0004{\mu}g/Sm^3$, $0.0141{\pm}0.0163{\mu}g/Sm^3$, $0.0248{\pm}0.0059{\mu}g/Sm^3$, $0.0026{\pm}0.0011{\mu}g/Sm^3$, $0.0272{\pm}0.0084{\mu}g/Sm^3$, $0.4855{\pm}0.1862{\mu}g/Sm^3$, and $0.3068{\pm}0.0631{\mu}g/Sm^3$, respectively. In particularly, the average concentrations for Cd, Cr, Mn, Ni, Pb, Fe, and Zn in direct influence area at Ansim Briquette Fuel Complex were 1.9, 3.6, 2.1, 1.9, 1.4, 2.6, and 1.2 times higher than reference area, respectively. The continuous monitoring and management were required for some heavy metals such as Cr and Ni. Moreover, the average concentration in winter for particulate matter in direct influence area at Ansim Briquette Fuel Complex were generally higher than concentrations in summer and autumn. Also, average concentrations for TSP, $PM_{10}$, and $PM_{2.5}$ were from 1.5 to 2.0 times, 1.2 to 1.8 times, and 1.1 to 2.3 times higher than reference area, respectively. In results for seasonal atmospheric environment, TSP, $PM_{10}$, $PM_{2.5}$, and heavy metal concentrations in direct influence area were higher than reference area. Especially, the concentrations in C station were a high level in comparison with other area. Conclusions: In the results, some particulate matters and heavy metals were relatively high concentration, in order to understand the environmental pollution level and health effect in surrounding area at Ansim Briquette Fuel Complex. The concentration of some heavy metals emitted from direct influence area at Ansim Briquette Fuel Complex were relatively higher than reference area. In particular, average concentration for heavy metals in this study were higher than average concentrations in air quality monitoring station for heavy metal for 7 years in Deagu metropolitan region. Especially, the residents near Ansim Briquette Fuel Complex may be exposed to the pollutants(TSP, $PM_{10}$, $PM_{2.5}$, and heavy metals, etc) emitted from the factories in Ansim Briquette Fuel Complex.