• 대한기계학회논문집B
• /
• 제24권7호
• /
• pp.984-993
• /
• 2000

Characteristics of carbon soot particles generated in diffusion flames were studied. Non-sooting and sooting normal diffusion flames using propane or ethylene as fuel were selected. In the flames, soot volume fraction was measured by a thermocouple, and primary particle diameter and cluster size were analyzed by TEM photographs. The characteristics of soot particles depended on flame(non-sooting or sooting) and fuel(propane or ethylene) type. Unlike the sooting diffusion flames, particle growth and oxidation processes were clearly observed in the non-sooting diffusion flames. In the sooting diffusion flames, soot particle size was slightly changed at the flame tip.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.70-76
• /
• 2012

본 논문에서는 디젤 승용차량에서 매연저감장치 손상에 기인한 차량화재에 대하여 기술하였다. 디젤 차량에서는 배출가스에 포함되는 입자상 물질을 저감하기 위하여 매연저감장치를 배기계통에 설치하고 있다. 매연저감장치는 입자상 물질의 과다 포집, 재상과정에서의 오류 및 흡기계통 불량 등에 의해 재생과정에서 파손에 이르게 되며, 매연저감장치가 파손되는 경우, 고온의 배출가스가 분출되고, 차량 하부 배기계통의 주변 가연물을 통해 화재로 진전된다. 매연저감장치 손상에 의해 화재가 발생되는 경우, 배기계통 배관 및 머플러 부분에 규산염계 무기화합물이 부착되는 특징을 나타내며, 이 규산염계 무기화합물은 매연저감장치 내부 필터 재료인 세라믹 부분이 손상되는 과정에서 발생된다. 따라서 화재가 발생된 디젤 차량의 경우, 머플러 주변에서 규산염계 무기화합물이 식별되는 경우, 매연저감장치 손상에 기인한 화재로 추정할 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.170-175
• /
• 2010

동축류버너를 이용한 제트확산화염에서 이산화탄소의 첨가가 매연 생성에 미치는 영향을 조사하였다. R-타입 열전대를 이용하여 화염대 및 황염과 청염의 경계온도를 측정하였다. 광감쇄법을 이용하여 화염이 존재하는 국소부분에서의 상대적인 매연 농도(1-I/$I_0$)를 측정하였다. 광원으로는 파장이 632.8nm인 He-Ne 레이저가 사용되었고 디텍터를 이용하여 매연입자에 의해 산란과 흡수를 겪은 후의 감쇄된 신호를 직접 측정하였다. 또한, 매연 생성에 있어서의 열적 효과를 알아보기 위해 산화제의 유속을 변화시켜 유속에 의한 영항을 알아보았다. 실험 결과로써, 황염과 청염 각각의 온도는 이산화탄소의 첨가에 따라 점차 낮아졌지만 황염과 청염의 경계온도는 거의 일정하였다. 산화제 측에 이산화탄소를 첨가함에 따라 상대적인 매연 농도는 낮아졌고 이는 산화제의 유속을 증가시켰을 때의 효과와 유사했다. 이것은 화염온도의 저하와 매연입자의 체류시간 감소에 기인하는 것으로 생각된다. 또한 이산화탄소의 첨가가 화염의 불안정성을 야기하여 순수 에틸렌/공기 화염에 비해 화염의 길이가 다소 증가하는 것으로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제34권4호
• /
• pp.508-514
• /
• 2010

본 논문은 커먼레일 디젤엔진의 정속운전시 배출되는 나노크기의 입자상 물질을 분석하는데 초점을 두었다. 디젤산화촉매 후단에서 나노입자상 물질의 개수농도 저감수준은 크지 않았으나 매연여과장치 후단에서 분석한 결과 1,000배 정도 저감되는 결과를 확인하였다. 고속 고부하 조건에서는 매연여과장치의 자연재생 효과로 인해 입자상 물질은 증가하였다. 연료분사시기를 BTDC $6^{\circ}CA$ 에서 ATDC $4^{\circ}CA$까지 지각시킨 결과 입자상 물질의 개수농도는 감소하였지만 최지각 조건인 ATDC $9^{\circ}CA$에서는 증가하는 결과를 확인하였다. EGR 적용시 핵화모드 입자상 물질은 저감되는 경향을 보였으며 축적모든 입자는 증가하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권6호
• /
• pp.577-583
• /
• 2011

비도로 차량용 디젤엔진의 Tier 4 interim 규제를 만족하기 위하여 입자상물질과 질소산화물 배출량은 현행 규제 대비 각각 95%, 30% 저감되어야 하며, 입자상 물질을 저감하기위한 방법으로 디젤산화촉매, 부분유량 매연 여과장치 및 매연여과장치가 비도로 차량용 디젤엔진에 적용될 수 있다. 또한 질소산화물을 저감하기위해 배기가스 재순환방법, 선택적 환원촉매와 희박 질소산화물 포집장치 등이 적용될 수 있다. 본 연구에서는 56kW급 off-road 차량에서의 입자상물질과 질소산화물을 저감하기위해 매연여과장치와 고압루프 배기가스재순환 시스템이 연구되었다. 실험결과로서 디젤산화촉매와 매연여과장치는 입자상물질을 저감하는데 매우 효과적이었으며 낮은 배압과 함께 출력손실도 5%이내였다. 고압루프 배기가스재순환을 적용한 결과 중 저부하 조건에서 효과적으로 질소산화물을 저감하였으며 배기가스재순환율이 높을수록 질소산화물의 저감율도 증가하였다.

• 한국연소학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.9-16
• /
• 2003

Carbon soot emission from combustion processes, especially from diesel engines, is a subject of growing concern since soot is known to seriously affect human health. Efforts have been made to oxidize soot particles utilizing Non-Thermal Plasma(NTP) techniques. When oxygen is carried into a plasma device, electrons generated by the plasma dissociate the oxygen, resulting in the formation of oxygen atoms. These highly activated atoms, called O radicals, are known as strong oxidizing agent. This paper presents concentration variations of CO and $CO_2$ at the exit of the plasma device, resulting from the soot oxidation by O radicals, with variations of inlet oxygen concentration, gas temperature, and gas flow rate. Based on the data, Arrehenious rate constants of reactions between C(s)+O and C(s)+O+O were proposed.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제36권1호
• /
• pp.109-117
• /
• 2012

본 논문은 매연여과장치(DPF)의 Inlet Pipe 길이를 5가지 경우로 변화시켜, 이 변화가 유동장에 미치는 영향을 살펴보았다. 실험 방법으로서는 PIV 계측과 상용코드를 사용하여 수치해석을 수행 하였으며, 그 결과 PIV와 CFD는 87%로 일치하는 상관성을 보였다. 또한 동일한 유속 조건일 때 Inlet Pipe 길이가 20mm일 때 안정적이고 높은 압력 값을 보여 매연여과율을 높일 수 있을 거라 사료된다.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제17권3호
• /
• pp.29-34
• /
• 2009

Diesel particulate filter (DPF) has been developed to optimize engine out emission, especially particulate matter (PM). One of the main important factors for developing the DPF is estimation of soot mass being accumulated inside the DPF. Evaluation of pressure drop over the DPF is a simple way to estimate the accumulated soot mass but its accuracy is known to be limited to certain vehicle operating conditions. The method to compensate drawback is adoption of integrating time history of the engine out PM and burning soot. Present study demonstrates current status of the soot estimation methods including the results from the engine test benches and vehicles.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.356-362
• /
• 2023

기후 변화에 따른 위험성은 전 세계적으로 오랜 기간 강조되고 있으며, 이를 극복하기 위한 노력은 해운분야에서도 국제해사 기구를 중심으로 이어지고 있다. 연소과정에서 발생한 매연을 제어하기 위하여 매연 생성 특성에 관한 연구는 필수적이다. 본 연구에서는 에틸렌 가스를 기반으로 한 대향류 확산화염에서 불활성 기체인 질소를 혼합하여 화염온도, 화염형태, 매연 생성 관련된 화학종의 상태변화를 확인하기 위해 광소멸법과 화학반응 수치해석을 수행하였다. 연구 결과. 질소의 혼합비율이 증가함에 따라 화염온도 감소와 매연체적분율 감소로 이루어졌다. 매연 입자가 분포하는 구간도 감소하였으며, 30% 이상 혼합비율이 높아지면 체적분율 감소율이 감소하였다. 매연 성장에 관여하는 화학종들의 몰분율도 감소하였다. HACA 반응 관련 화학종은 탄화수소 연료 비율에 따라 영향을 받으나, 홀수탄소 경로 관련 화학종은 탄화수소 연료 비율뿐만 아니라 화염온도 영향을 받는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제21권10호
• /
• pp.1326-1338
• /
• 1997

Electrical characteristics of soot particles in a LPG diffusion flame were studied for the control of soot particle coagulation. When a DC voltage was applied between two electrodes installed parallel to gas flow, ionic wind effect caused soot deposition on the cathode, implying that most of the soot particles were positively charged. Soot deposit on the cathode linearly increased and was saturated with respect to the strength of the applied voltage. The possibility of applying an AC voltage to enhance the particle coagulation was then investigated and the efficiency of the size control was checked with transmission electron microscope photographs. For the amplitude of 2 kV AC field, primary (spherical) soot particle size decreased from 30 ~ 40 nm to around 20 nm when the frequency of the applied AC voltage was 60 Hz and higher. Collisions between the soot particles in such a selected AC condition could lead to the formation of much bigger agglomerates of roughly 1-5 .mu.m in size.