• 오토저널
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• 제9권3호
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• pp.16-22
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• 1987

직접분사식 디젤기관의 성능과 배기가스 문제에 여향을 주는 실린더 내에서의 연소형태는 크게 연료분사계와 흡입공기 유동계 두 가지에 의해 결정된다. 즉 분사율, 부사시기, 분무형태와 같은 분사계의 특성과 공기선회, 스퀴시(squish), 난류와 같은 공기 유동 특성에 의하여 연소형태가 결 정된다. 이러한 복잡한 연소형테를 기관 특성에 맞게 조정한다는 것은 대단히 어려운 문제인데 이것은 연료화 공기의 혼합이 연소실형상과 흡기계의 형상에 큰 영향을 받으며 연료가 액체 상 태로 연소실내로 들어와 분무과정을 통하여 증발이 되어야만 연소가 가능하기 때문이다. 특히 흡입공기 유동계에 있어서 현재의 직접 분사식 대젤기관의 흡입구 형상은 흡입공기의 운동에너 지에 모멘트를 가하여 연소실내에서 공기의 선희(swirl)를 발생시켜 줌으로써 연료와 공기의 혼 합기를 형성시키는 Helical type이 많이 이용되고 있다. 그러나 기관 성능과 배기가스 특히 NOx는 상반관계를 이루기 때문에 연소실내로 들어오는 흡입공기의 선희강도(swirl ratio)를 너무 강하게만 한다고 하여 좋은 결과를 얻을 수는 없다. 따라서 설계하고자 하는 각 기관에 있어서 요구되는 성능과 배기가스 문제를 만족하는 흡입공기의 선희강도가 얻어질 수 있도록 흡입구 형상을 설계한다는 것은 많은 연구와 경험이 요구되고 있다. 본 자료에서는 직접분사식 디젤기 관에 있어서 흡입공기의 최적 선희강도에 대한 설정방법과 흡입구 형상 설계를 위한 설계 이론 및 정상류 Rig test상에서의 흡입공기 선희강도의 평가방법을 소개하고자 한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권2호
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• pp.142-150
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• 2005

Recently, the gas transportation system for CNG(Compressed Natural Gas) has been developed and several innovative approaches are presented from the aspects of commercial demand. In this study, a new type of 20ft container shape CNG tank with two and four cylinder intersections by using the intersecting spheres has been proposed. And the structural analysis of CNG tank with Mildsteel, API High Tensile Steel, Al-alloy and FRP has been carried out to compare the different types of pressure vessels of materials used. The analysis result shows that the proposed intersectional cylindrical type of CNG tank can be applied to the gas transportation system. And further study on the commercial analysis and associated equipments should be carried out for the practical applications.

• 에너지공학
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• 제6권1호
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• pp.77-86
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• 1997

본 연구에서는 Alaska Usibelli 아역청탄이 사용되는 실린더형 석탄 가스화기내에서 석탄의 입자크기가 반응성 유동장과 주요 생성물의 농도분포에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 미분탄 입자의 크기를 40 $\mu\textrm{m}$, 60 $\mu\textrm{m}$, 100 $\mu\textrm{m}$, 120 $\mu\textrm{m}$ 및 140 $\mu\textrm{m}$로 각각 나누어 전산모사를 수행하였다. 모사결과, 가스화기내에서 석탄의 입자크기가 가스화 생성물의 농도분포에 커다란 영향을 미침을 알 수 있었다. 입자의 크기가 100 $\mu\textrm{m}$일 때 가스화기 출구에서 주 생성물인 CO와 H$_2$가 최대로 생성되고 이때 이들의 평균 몰분율은 각각 0.62, 0.16(dry basis, inert free)으로 예측되었다 또한 냉가스 효율도 입자크기가 100 $\mu\textrm{m}$일때 최고치 83%로 예측되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.41-46
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• 2018

본 연구에서는 바이오가스 기반 예혼합 압축착화(Homogeneous charged compression ignition, HCCI) 엔진에 수소를 첨가하였을 때, 연소실 내부 압력, 온도 배출가스에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 자세히는 수소 첨가량과 과다공기량(${\lambda}$) 변화에 따른 연소실 압력 온도, 그리고 생성물로서의 NO, $CO_2$ 배출 특성을 화학 반응 해석 프로그램을 사용하여 고찰하였다. 대상의 엔진은 2300cc 바이오가스 엔진 발전기로서 압축비 13:1, 발전량 15kW 급이다. 과급압은 1.2bar 고정 조건이며, rpm은 1800rpm의 정속 조건이다. 엔진 연소 방식은 예혼합 압축 착화를 모사하였다. 본 연구를 진행하기에 앞서 바이오가스의 주요 조성인 메탄의 연소 및 산화 메커니즘에 대한 선행 연구에 대한 고찰을 통하여 연소반응 메커니즘을 규명하기 위한 반응 메커니즘 연구 기술의 경향을 살펴보고, 본 연구에 적용 가능한 반응 메커니즘을 선정하여 해석을 진행하였다. 수소를 첨가할 때 NO는 증가하는 반면, $CO_2$등의 배출량은 감소하였고 실린더 내부 압력이 상승하며, 상승 구간이 진각 됨을 알 수 있었다. 또한, 희박영역에서 수소 첨가가 가연 한계를 증가시켰다.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.13-29
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• 2016

본 연구에서는 실제 난지 하수처리장에서 바이오가스를 연료로 사용하여 발전할 때, 가스엔진에서 발생하는 고장 사례에 대한 조사와 분석을 통해 바이오가스 플랜트의 주요 고장원인을 분석하고, 그 대책을 제시하였다. 바이오 가스엔진에 유입되는 바이오 가스 속의 황화수소와 수분 제거설비의 간헐적인 오작동으로 인한 수분이 바이오 가스엔진의 인터쿨러 부식을 초래하였다. 또한 바이오가스 속의 실록산이 이산화규소와 규산염 화합물을 형성하여 피스톤 표면 및 실린더라이너 내벽의 긁힘과 마모 등의 손상을 유발하였다. 연소실과 배기가스 설비에 부착된 물질들은 황화수소와 다른 불순물질이 결합한 것으로 분석되었다. 이러한 원인으로는 바이오 가스 속의 고함량(50ppm이상)의 황화수소가 탈황설비에 장기간 공급되었고, 탈황설비내 활성탄의 파과점 도달에 따른 제거효율 저하 때문에 황화수소가 엔진으로 유입됨으로써 발생한 것으로 사료된다. 또한, 황화수소는 흡착탑의 실록산 제거용 활성탄 기능을 저하시킴으로써 제거되지 않은 실록산 화합물이 엔진으로 유입되어 다양한 형태의 엔진고장을 유발한 것으로 판단된다. 따라서, 황화수소와 실록산, 수분은 바이오 가스엔진 고장의 주요 원인으로 볼 수 있으며, 이 중 황화수소는 고장을 일으키는 다른 물질과 반응하며, 전처리 공정에 중대한 영향을 미치는 물질로 볼 수 있다. 결과적으로, $H_2S$ 제거방법의 최적화가 안정적인 바이오 가스엔진 운영을 위한 필수적인 대책으로 사료된다.

• Elastomers and Composites
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• 제47권4호
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• pp.310-317
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• 2012

계면접착력 향상을 위해 실린더형 RF 플라즈마 발생기를 이용하여 Jute fiber의 표면을 아르곤가스로 처리하였고 최적 처리조건을 설정하였다. 플라즈마 강도, 가스압력, 및 처리시간을 변경한 후 이러한 인자들이 황마섬유 표면모폴로지, 섬유 인장강도, 및 폴리프로필렌과의 모델복합체에서 계면접착강도에 미치는 영향을 조사하였다. 플라즈마 처리인자에 따라 황마섬유의 표면은 거칠어졌다. 가스압력의 영향은 처리시간 및 플라즈마 강도의 영향보다 다소 낮게 나타났다. 플라즈마 강도와 시간에 따라 황마섬유의 강도는 약 25% 감소한 반면, 가스압력의 영향은 크게 나타나지 않았다. 계면전단강도 (IFSS)를 기준으로 결정된 최적 플라즈마 처리조건은 처리시간 30 s, 전력 40 W, 가스압력 30 mTorr로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제25권6호
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• pp.53-65
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• 2021

수소충전소의 빠른 확장 및 설치와 동시에 수소충전소의 고압수소 충전 압력용기에 대한 안전 검사가 매우 중요하게 이루어져야 한다. 이 중 ASME에 따르면 일정 압력 이상의 수소를 보관하는 용기에 대해서는 수소 취성 검사를 반드시 해야 한다. 수소취성 검사의 주된 시험방법으로 고압의 수소분위기에서 파괴시험 및 피로 파괴시험을 실시해야 하며, 이를 통해 수소 분위기에서 압력용기의 내구한계를 측정하고, 사용한계를 결정하도록 되어 있다. 세부적으로 stress intensity factor(K)로부터 한계균열깊이를 계산하고, da/dN(피로성장율)로부터 사용수명을 결정할 수 있다. API579-1/ ASME FFS-1 part 9에서 crack-like flaws의 모드에 따른 계산방법을 예시하고 있으나, 플레이트, 실린더 등 다양한 형태의 형상에 대하여 균열의 형상, 위치 등에 의하여 대략 55개 모드가 있고, 상당히 복잡한 수식으로 인하여 쉽게 접근을 못한다. 본 연구에서는 엑셀 및 VBA를 통하여 수치해석적으로 파괴역학계산하는 방법을 소개하고자 한다. 또한, 이를 적용하여 압력용기의 두께와 내경이 수명에 미치는 영향을 분석해 보았다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권9호
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• pp.756-761
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• 2016

본 연구에서는 소형 단기통 4행정 농용 디젤엔진에 장착될 수 있는 플런저 직경 4 mm, 행정 7 mm의 연료펌프를 설계 및 제작하여 성능특성을 조사하는 것이 목적이다. 실린더 내 연소압력은 자체 제작한 모형 실린더 내에 질소가스를 사용하여 1, 6, 11, 16 및 21 bar의 배압을 형성시켜 모사했다. 실험에 있어서는 연료펌프 회전속도를 600, 800, 1000, 1200 및 1400 rpm로 변화시키면서 개발된 연료펌프의 토출구에서 1 cm 떨어진 지점의 토출압력, 30 cm 떨어진 지점의 송출압력과 송출유량을 배압에 대해 측정하였고, 펌프효율을 계산하였다. 그 결과, 연료펌프 회전속도가 증가하면 펌프의 송출유량은 증가하였고, 실린더 내의 압축압력인 배압이 증가하면 송출유량은 감소하였다. 또한, 연료펌프의 회전속도가 증가할수록 펌프효율이 감소되었고, 실린더 내의 배압이 증가함에 따라 펌프효율은 감소되었다.

• 한국가스학회지
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• 제23권4호
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• pp.40-45
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• 2019

논문은 대형트럭의 화재에 관련된 고장사례를 고찰한 논문이다. 첫 번째 사례는 6번 실린더 라이너 상단부와 실린더 헤드 사이에 접촉하는 D링부의 변형으로 헤드 가스켓부의 기밀불량 현상으로 냉각수가 누출하여 엔진이 과열되었다. 이 열이 에어크리너 주변 배선에 전달되어 쇼트(short)에 의해 화재가 발생된 것을 확인하였다. 두 번째 사례는 자동차의 리어(Rear) 4축 브레이크 라이닝 과다마모로 브레이크 작동 S 캠(Cam)이 리턴되지 않아 브레이크 라이닝이 드럼과의 계속적인 마찰에 의한 마찰열에 의해 화재가 발생된 것을 확인하였다. 세 번째 사례는 엔진 점검을 위해 캡을 틸팅하였을 때 틸팅 모터의 과부하로 배선의 단락현상이 발생하여 이 불꽃에 의해 화재가 발생한 것을 확인하였다. 따라서, 대형트럭의 화재는 철저한 관리를 하여 화재발생을 최소화하여야 한다.

• 에너지공학
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• 제6권1호
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• pp.58-67
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• 1997

본 연구에서는 실린더형의 가스화기로 주입되는 아역청 미분탄을 가스화시켰을 때 가스화기내의 반응성 유동장을 해석하였다. 입자크기에 대한 영향을 고려하기 위해 미분탄 입자를 40$\mu\textrm{m}$, 60$\mu\textrm{m}$, 80$\mu\textrm{m}$ 및 100$\mu\textrm{m}$의 크기로 각각 나눈 경우와 이들 4종류의 입자를 균일하게 혼합한 경우에 대하여 전산모사하였다. 모사결과, 석탄 입자크기가 커질수록 재순환 영역이 커짐을 알 수 있었으며, 4종류의 입자가 균일하게 혼합된 석탄입자를 가스화시킨 경우 한 종류의 크기를 각각 사용했을 때와는 다른 형태의 재순환영역이 주입벽과 측면벽에 각각 양분되어 형성됨을 알 수 있었다. 입자 수밀도가 높은 자은 석탄입자가 가스화될 경우 다량의 산소와 산화반응이 일어나기 때문에 수밀도가 작은 커다란 석탄입자가 가스화될 경우보다 주입구 부분에서 더 높은 온도분포를 보였지만 가스화기의 하단부에서는 복사에 의한 열손실과 더불어 산소가 고갈되어 산소의 농도가 급격히 낮아짐으로 인해 석탄입자들과의 반응이 미비하게 일어나 상대적으로 큰 입자가 가스화된 경우보다 가스온도가 더 낮았다. 출구에서의 온도분포는 석탄입자의 크기가 40$\mu\textrm{m}$일 때 1,400-1,58$0^{\circ}C$, 60$\mu\textrm{m}$일 때 1.450-1,$700^{\circ}C$, 80$\mu\textrm{m}$일 때 1,000-1,74$0^{\circ}C$, 100$\mu\textrm{m}$일 때 1,630-1,79$0^{\circ}C$ 그리고 4종류가 균일하게 섞였을 때 1,500-1,68$0^{\circ}C$로 각각 예측되었다.