• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제16권4호
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• pp.60-77
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• 1992

The effects of exhaust gas recirculation(EGR) on the characteristics of exhaust emissions and specific fuel consumption have been investigated using an eight-cylinder, four cycle, direct injection diesel engine operating at several loads and speeds. The experiments in this study are conducted on the fixed fuel injection timing of $38^{\circ}$ BTDC regardless of experimental conditions. In conclusion, it is found that $NO_{x}$ emission is markedly reduced with the drop of burnt gas temperature at high speeds and loads especially as the EGR rate increases, while the soot particulate rises with EGR rate and load at a given engine speed, especially high loads. The reduction of exhaust emissions within the Korea heavy duty diesel engine emission standards can be roughly achieved by the optimal EGR rate without degarding the specific fuel consumption, based on the correlations between exhaust emissions.

• 에너지공학
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• 제13권1호
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• pp.20-27
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• 2004

본 연구에서는 고점도 저질유를 연료로 사용하는 디젤기관에 있어서 연료에 저비점 함산소물질을 혼합하였을 때의 배기배출물 특성변화에 대해 조사하였다. 실험은 6종류의 혼합물을 여러 혼합비로 베이스 연료에 첨가하여 기관 성능과 배기배출물 특성 변화에 대해 실시하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다. 저질유로의 저비점물질 흔합에 의해 매연 CO, PM, SOF 및 열소비율이 대폭적으로 개선되었다. 이러한 경향은 분사시기 지연시에 현저하였으며, 혼합물질의 비점이 낮을 수록 혼합비율이 클수록 또한 비함산소 물질보다는 함산소물질에 있어서 더 현저하였다. 또한, 저질유에 함산소물질 DMM을 20 vo1.% 흔합하고 연료분사시기를 지연시킬 경우에는 통상의 경유 운전을 상회하는 NOx-매연 트레이드 오프 관계가 얻어졌다. 따라서, 고점도의 저질유연료를 사용하는 디젤운전에 있어서도 저비점 함산소물질의 혼합에 의해 효과적이고 청정하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권5호
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• pp.518-524
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• 2013

본 연구에서는 균질기에 의해 혼합된 물과 벙커-A를 보일러로 연소하였을 때의 배기 배출물 특성에 대해 연구를 수행하였다. 그 결과로 균질기로 균질화 된 벙커-A의 경우, 순수 벙커-A에 비해 NOx 농도는 19 %, CO 농도는 54 % 감소를 나타냈다. 물-벙커A의 경우 물 혼합 비율이 증가할수록 NOx 농도분포가 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 20 %물-80 %벙커-A의 경우 순수한 벙커-A 보다 배기가스 내 NOx 농도가 45 %까지 감소하였다. 그러나 20 %물-80 %벙커-A의 경우, CO농도 분포는 불규칙한 변화를 나타냈다. 이것은 일정량 이상의 물 혼합은 보일러의 연소 성능 저하 원인이 될 수 있다는 것을 의미한다. 이 결과로부터 본 연구에서 보일러의 정상 연소를 위한벙커A유 내 물의 한계 혼합율은 15 % 인 것을 알 수 있었다. 연돌 부근에서 채취한 매연 부착양은 물의 혼합율이 증가할수록 감소하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.196-205
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• 2016

자동차로부터 배출되는 배기가스는 오존 및 미세먼지 등의 농도를 증가시켜 인체의 건강을 위협할 뿐만 아니라 지구 온난화 물질인 이산화탄소를 다량 배출하고 있어 지구 온난화에도 지대한 영향을 미치고 있다. 그래서 정부는 자동차에서 배출되는 배기가스를 효율적으로 규제하기 위한 제도로 운행차 배출가스 정밀검사 제도를 시행하고 있다. 자동차 배출가스를 줄이려는 연구는 다방면으로 이루어지고 있으며, 자동차의 배출가스 중 HC, NOx, $CO_2$ 등의 발생을 줄이기 위한 연구가 이루어지고 있다. 그러나 노후된 자동차에 대한 배출가스 저감에 대한 연구는 부족한 실정이다. 노후된 디젤자동차들이 운행차 배출가스 정밀검사를 만족하기 위해서는 흡기 다기관(manifold)과 인젝터의 카본퇴적물(Carbon sediment)을 세척하여 출력향상 및 배출가스 저감에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 차령 5년 이상, 주행거리 80,000 km 이상의 디젤자동차에 흡기 다기관 클리닝과 인젝터 클리닝을 동시에 수행하여 매연 발생에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 실험결과, 흡기다기관 클리닝과 인젝터 클리닝을 동시 수행한 결과는 각각 수행한 결과보다 매연을 75.2% 감소시켰다. 또한, 흡기다기관 클리닝과 인젝터 클리닝을 동시 수행한 결과는 검사 후 8.5초부터 배출허용 기준 30%이하를 만족하였다.

• 에너지공학
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• 제23권3호
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• pp.181-185
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• 2014

본 논문은 카놀라 바이오디젤 혼합연료를 승용디젤엔진에 적용하였을 때 나타나는 연소 및 배기배출물 특성에 관한 연구이다. 본 연구에서는 카놀라 바이오디젤을 20%, 40%를 ULSD 80%, 60%와 체적비로 혼합한 혼합연료를 사용하여 ULSD 결과 데이터와 비교하였다. 엔진 회전속도, 엔진부하, 연료분사압력 변화를 실험변수로 사용하였으며. 카놀라 바이오 디젤의 혼합비가 증가 할수록 NOx 배출량은 증가하였지만, Soot 배출량은 감소하는 결과를 나타내었다. 또한 Soot 배출량은 낮은 연료분사압력에서 높은 배출량을 보였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제24권3호
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• pp.70-78
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• 2000

The effects of recirculated exhaust gas on the characteristics of ;$NO_x$ and soot emissions under a wide range of engine load have been experimentally investigated by a water-cooled, four-cylinder, indirect injection, four cycle and marine diesel engine operating at two kinds of engine speeds. The purpose of the present study is to develop the EGR control system for reducing $NO_x$ and soot emissions simultaneously in diesel engines. The EGR system is used to reduce NOx emissions, and a novel diesel soot removal apparatus with a cylinder-type scrubber for the experiment system which has 6 water injectors(A water injector is made up 144 nozzles with 1.0mm in diameter) is specially designed and manufactured to reduce the soot contents in the recirculated exhaust gas to intake system of the engines. The intake oxygen concentration obtained by the intake air flow and the oxygen concentration in the recirculated exhaust gas, and the exhaust oxygen concentration measured in exhaust manifold are used to analyse and discuss the influences of EGR on NOx and soot emissions. The experiments are performed at the fixed fuel injection timing of $15.3^{\circ}$ BTDC regardless of experimental conditions. It is found that $NO_x$ emissions decrease and soot emissions increase owing to the drop of intake oxygen concentration and exhaust oxygen concentration as EGR rate rises. Also, one can conclude that it is sufficient for the scrubber EGR system with a novel diesel soot removal apparatus to reduce $NO_x$ emissions, but not to reduce soot emissions.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.116-124
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• 2007

An optical method to measure the size and number density of soot aggregates in diesel exhaust has been proposed in this study. Two laser beams in co-axial alignment transmit a soot loaded exhaust gas flow, and the transmittance at each wavelength is detected by a photo diode simultaneously. The volume equivalent diameter and number density of soot aggregates in the optical path can be theoretically given by the transmittance values measured at two wavelengths. A test conducted by a single cylinder, 4 cycle, small and DI diesel engine shows that the temporal variations of the size and number density of soot aggregates in the diesel exhaust can be measured by the proposed method at a transient mode operation. It is found that the volume equivalent diameter varied temporally from 70 to 110 nm during the period that high soot concentration is observed. One can also conclude that the optical length longer than 1 m in the dynamic range regarding this method is preferable for measuring soot concentration at the level of $1\;mg/m^3$.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.5912-5918
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• 2014

산업이 고도로 발달함으로 인하여 화석연료의 사용이 많아짐으로 인하여 환경문제가 대두되고 있으며, 이에 자동차의 매연에 대한 연구가 필요하다. 일반적으로 공기는 흡기 매니폴드를 통하여 엔진에 흡입된다. 따라서 본 연구에서는 매연증가와 출력저하의 하나의 원인이 되는 카본 퇴적물을 세척하여 노후 된 자동차의 배출가스의 저감과 출력향상, 배기가스 저감량, 출력변화 그리고 공전속도의 안정성을 분석 검토하는데 그 목적이 있다. 흡기 매니폴드 내의 카본을 클리닝하였을 때의 자동차 매연의 발생정도를 검사장비(KD147)를 통하여 분석하였다. 흡기 매니폴드 클리닝으로 매연의 감소효과가 있음을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권1호
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• pp.103-108
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• 2015

최근 지구 온난화는 세계 경제발전으로 화석연료 사용이 주범으로 인식하고 있다. 이러한 화석연료를 감소하기 위한 연구는 여러 대체에너지 산업으로 발전하고 있으며, 그 중 우리나라에서 생산할 수 있는 연료는 바이오연료이다. 바이오연료는 화석연료에 의해서 발생하는 환경오염 문제를 줄이면서 경제적인 이익을 주는 지속 가능한 연료이다. 그래서 바이오연료를 친환경에너지로 전환시키는 재생에너지 등에 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 실험은 어선에서 사용했던 기관을 다시 리모델링하여 실험장치를 직접 제작 설치하였고, 여러 바이오연료를 사용하여 선박의 경제적이고 친환경적인 운항에 도움을 주고자 연구하였다. 유채유, 대두유, 폐유채유의 배기배출 물특성에 미치는 영향을 종합적으로 분석한 결과는 연료의 물리적, 화학적 성분이 비슷하여 선박용 엔진에 사용이 가능하고, 연료소비율과 NOx는 약간 증가하였으나, 매연은 많이 감소하는 경향이 확인되었다.

• 터널과지하공간
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• 제13권4호
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• pp.287-293
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• 2003

장대 수직 환기구는 지하공간에서 화재 발생시 매연을 지상으로 배출해 내기 위한 필수적 설치물이다. 현재 널리 사용되는 이층 존(zone) 모델은 기본 가정이 제한적임으로 인해 장대 수직 환기구에서의 매연유동을 해석하는데 부적합하다. 그러므로 그 대안으로서 전산유체역학에 기초한 필드 모델의 적용성이 검토되었다. 전산모델의 유효성을 조사하기 위해 이미 발표된 기존의 실험과 유사한 구조를 선택하여 모델링 하였고 그 결과를 서로 비교하였다. 모델링에서 일정한 기준의 질량분율을 일관되게 적용하여 얻어진 매연의 확산 상단면은 실험결과를 바탕으로 구한 매연확산의 경험적 상관관계식과 거의 유사한 속도로 환기구내에서 상승함이 관측되었다. 이것은 다른 연구자들이 수학적 이론으로부터 구한 상관관계식의 결과보다 더 우수한 결과이며 전산유체역학에 기초한 수치모델이 장대형 수직 환기구를 통한 매연확산 연구에 효과적인 도구가 될 수 있음을 보여준다.