• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.439-440
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• 2001

대기 중의 에어러솔 입자들은 직접적으로는 빛의 산란, 흡수 등 복사 평형에 영향을 미치며, 간접적으로는 구름 응결핵(CCN)으로 작용함으로써 알베도와 구름의 수명에 영향을 미치게 된다. 자연적인 에어러솔은 인위적 활동에 따른 황 화합물, 질소 화합물, 유기물. 매연 그리고 토양 먼지의 증가에 의해 사실상 교란되어 왔다. 인위적인 에어러솔에 의한 복사 강제력(radiative forcing)은 현재 전 지구적 평균이 -0.3~-3.5Wm$^{-2}$ 정도로 추정되며, 이것은 온실 기체에 의한 강제력인 +2.0~+2.8Wm$^{-2}$ 와 비교될 만 하다(IPCC, 1995). (중략)

• 해양환경안전학회지
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• 제29권5호
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• pp.497-504
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• 2023

본 연구에서는 소형선박용 중·고속 디젤엔진에 적용하여 연구 중인 SCR+DPF 기술을 저속엔진이 설치된 선박에 탑재하여 해상 실증 시험을 수행하였다. 대상 선박(총 톤수 2,881 톤, 정격출력 1,470kW@240rpm ×1)은 국내 연해를 운항하는 일반화물선으로 배출저감설비의 선박 탑재를 위해 도면 개발, 승인 및 선박 임시검사를 수행하였다. 저감성능 확인을 위해서 가스상물질 측정장비는 NOx technical code 및 ISO-8178의 분석방법을 준용하는 장비를 사용하였으며, 입자상물질 측정장비는 국제해사기구(IMO)에서 논의하고 있는 블랙카본 측정 방법 중 하나인 스모크미터를 사용하였다. 시험은 황 함유량 따라 MGO(0.043%), LSFO(0.42%) 2종의 연료를 사용하였으며 실제 운항하는 엔진회전수(130, 160 및 180 rpm)를 고려하여 시험 조건을 설정하였다. 시험 조건에 따라 배출저감설비의 전·후단에서 가스상 및 입자상(매연) 물질을 측정하여 배출저감설비의 저감효율을 확인하였으며 모든 시험 조건에서 NOx의 경우 90% 이상, 입자상물질(매연)의 경우 95% 이상의 저감효율을 확인하였고 엔진 성능의 영향을 줄 수 있는 배기가스 압력은 허용배압 기준인 50mbar 이하를 만족하였다. 본 연구를 통해 해상실증 연구의 중요성과 중소형 저속엔진 선박의 질소산화물 및 입자상물질의 동시 저감을 위한 대응 기술로 SCR+DPF 설비 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제26권1호
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• pp.22-29
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• 2020

최근 미세먼지 증가로 인하여 디젤엔진의 배출 규제가 강화됨에 따라 디젤 매연여과장치에 관심이 급증하게 되었으며, 특히 디젤 배기가스 후처리 장치의 고효율화에 대한 기술개발이 더욱 요구되고 있다. 이에 대한 일환으로서 디젤매연여과장치(diesel particulate filter, DPF) 내 배기가스의 유동 균일도를 향상시키고 배압을 낮추어서 배기가스처리 효율을 높이는 연구가 많이 되고 있다. 본 연구에서는 ANSYS Fluent를 이용하여 직경 12"의 DPF와 디젤산화촉매(diesel oxidation catalyst, DOC)를 장착한 디젤 매연여과장치에서의 배기가스의 유속과 온도, DPF IO ratio, Ash와 PM양에 따른 배압에 미치는 영향을 시뮬레이션 하여 배압을 낮추는 최적화 연구를 하였다. 결과로서 배기가스의 온도와 유속이 낮을수록 배압이 낮아졌으며, PM양이 Ash양보다 배압에 더 큰 영향을 주는 것으로 나타냈다. 또한 비대칭 DPF가 대칭 DPF에 비해 배압이 더 낮게 나타냈으나, 유동 균일도의 경우는 다양한 변수에 관계없이 일정하게 나타냈다. european stationary cycle (ESC), european transient cycle (ETC) 조건에서 PM의 정화효율은 비대칭, 대칭 DPF 관계없이 유사하나, particle number (PN)의 정화효율에서는 비대칭 DPF가 대칭 DPF에 비해 높게 나타냈다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.866-873
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• 2017

산업이 발전함에 따라 전 세계적으로 환경오염에 대한 문제가 대두되고 있으며, 자동차 배출가스 규제도 점점 강화되고 있다. 하지만, 배출가스는 단순한 자동차만의 문제가 아닌 연료물성성분에 따른 영향도 받는 것으로 알려져 있으며, 특히, 디젤엔진의 경우 CRDI 엔진이 개발 및 상용화되면서 고성능 엔진은 고성능 연료를 필요로 하고, 그 중 대표적인 것이 연료의 윤활성으로 밝혀진바, 이에 본 연구에서는 연료물성변화가 자동차 주요부품 및 배출가스에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 윤활성이 취약한 연료($651{\mu}m$/품질기준 $400{\mu}m$이하)를 차량에 사용하여 고압펌프 및 인젝터, 매연저감장치 등의 파손이 발생하며, 매연 및 배출가스, 연비가 악화되는 것을 확인하였다. 또한, 파손된 매연저감장치(DPF)를 확인한 결과 철분성분이 다량 검출되었으며 이는 연료에 철분성분이 많이 함유되어 있어, 배출가스에 영향을 미쳐 매연저감장치(DPF)의 처리능력을 초과한 입자상물질의 배출로 인한 파손으로 추정 및 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.83-83
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• 2010

산업이 고도화되는 과정에서 에너지의 고효율화를 위하여 고온, 고압 등의 극한환경 하의 공정이 불가결하며, 이에 따라 초미세분진인 나노 입자가 증가되고 있다. 이에 따라 해당 나노의 입자 처리를 위하여 다양한 용도에서의 고온 필터가 산업적으로 요구되고 있다. 본 연구에서는 디젤엔진 매연저감 후처리 장치, 소각로, 발전소 등의 미세 분진 포집 필터로서의 응용을 위해, 카본 파이버에 SiC 휘스커를 증착하는 실험을 진행하였다. 휘스커 증착 공정은 촉매없이 SiC 휘스커를 카본 파이버 위에 화학증착하였다. 휘스커 성장 시 증착 조건의 변화를 통하여 다양한 휘스커의 증착 형태 및 미세구조를 관찰하였다. 또한 높은 포집 효율 및 기체투과도를 갖추기 위해, 휘스커가 증착된 시편의 포집효율 및 기체투과도 향상을 위한 실험을 진행하였다. 해당 실험의 결과로, 증착된 필터는 70% 이상의 포집효율을 보이면서도 기체 투과도는 현재 상용화되어 있는 코디얼라이트보다 5배 이상 높았다. 또한 필터에 추가적인 SiC 침윤공정을 통하여 시편의 내산화성, 내마모성, 내열성 등의 특성이 향상됨을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권9호
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• pp.1022-1031
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• 2005

Temporal behavior of the laser induced incandescence (LII) signal is often used for soot particle sizing, which is possible because the cooling behavior of a laser heated particle is dependent on the particle size. In present study, LII signals of soot particles are modeled using two non-linear coupled differential equations deduced from the energy- and mass-balance of the process. The objective of this study is to obtain an appropriate calibration curve for determining primary particle size by comparing the gated signal ratio and double-exponential curve fitting methods. Not only the effects of laser fluence and gas temperature on the cooling behavior but also heat transfer mechanisms of heated soot particle have been investigated. The second-order exponential curve fitting showed better agreements with the LII signals than the gated signal ratio method which was based on the lust-order exponential curve fit. And the temporal decay rate of the LII signal and primary particle size showed nearly linear relationship, which was little dependent on the laser fluence. And it also could be reconfirmed that vaporization was dominant process of heat loss during first loons after laser pulse, then heat conduction played most important role while thermal radiation had little influence all the time.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제30권3호
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• pp.403-412
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• 2006

The effect of a wall temperature on the soot deposition process from a diffusion flame to a solid wall was investigated in a microgravity environment to attain in-situ observations of the process. The fuel for the flames was an ethylene ($C_2H_4$). The surrounding oxygen concentration was 35% with surrounding air temperatures of $T_a=600K$. In the study, three different wall temperatures. $T_w$=300, 600, 800K, were selected as major test conditions. Laser extinction was adopted to determine the soot volume fraction distribution between the flame and burner wall. The experimental results showed that the maximum soot volume fractions at $T_w$=300, 800 K were $8.8{\times}10^{-6},\;9.2{\times}10^{-6}$, respectively. However, amount of soot deposition on wall surface was decreased because of lower temperature gradient near the wall with increasing wall temperature. A numerical simulation was also performed to understand the motion of soot particles in the flame and the characteristics of the soot deposition to the wall. The results from the numerical simulation successfully predicted the differences in the motion of soot particles by different wall temperature near the burner surface and are in good agreement with observed soot behavior that is, the 'soot line', in microgravity.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권10호
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• pp.973-981
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• 2006

Recently there is an increasing interest in particulate matter emission because of new emission regulations, health awareness and environmental problems. It requires to improve particulate measurement techniques as well as to reduce soot emissions from combustion systems. As mentioned above, it is demanded that reduction techniques together with measurement techniques of exhausted particulate matters in combustion systems such as vehicles. However, measurement techniques of particulate matters should be prior to reduction techniques of that because it is able to know an increase and a decrease of exhausted particulate matters when measured particulate matters. Therefore, in this study, we report the measurement of soot primary-particle size using time-resolved laser induced incandescence (TIRE-LII) technique in laminar ethylene diffusion flame. As an optical method, laser induced incandescence is one of well known methods to get information for spatial and temporal soot volume fraction and soot primary particle size. Furthermore, TIRE-LII is able to measure soot primary particle size that is decided to solve the decay ate of signal S $(t_1)$ and S $(t_2)$ at two detection time. In laminar ethylene diffusion flame, visual flame height is 40 mm from burner tip and measurement points are height of 15, 20, 27.5, 30 mm above burner tip along radial direction. As increasing the height of the flame from burne. tip, primary particle size was increased to HAB(Height Above Burner tip)=20mm, and then decreased from HAB=27.5 mm to 30 mm. This results show the growth and oxidation processes for soot particles formed by combustion.

• 한국연소학회지
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• 제1권1호
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• pp.75-82
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• 1996

Laser induced incandescence, LII, recently developed technique for measuring soot concentration in flames, can overcome most of limitations of conventional laser extinction measurement. In this study, experiments were performed to investigate the effect of laser intensity, detection wavelength, and also laser beam quality on both LII signal at a particular position and peak-to-centerline LII signal ratio. The results of LII signal with increasing laser intensity shows its near-independence of laser intensity once threshold level of laser intensity has been reached. However, this near-independence depends on laser beam quality and the incident optical setup. The peak-to-centerline LII signal ratio slowly but continuously increases with laser power. This fact is due to the dependence of LII signal on particle mean diameter. LII signal is attenuated during it passes through the flame containing soot particles. The attenuation rate is inversely proportional to detection wavelength. In this study, LII signal at 680 nm band is 10% greater than the signal at 400 nm band.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제32권1호
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• pp.57-65
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• 2008

The characteristics of soot deposition on the cold wall in laminar diffusion flames have been numerically analyzed with a two-dimension with the FDS (Fire Dynamics Simulator). In particular, the effects of surrounding air temperature and wall temperature have been discussed. The fuel for the flame is an ethylene ($C_2H_4$). The surrounding oxygen concentration is 35%. Surrounding air temperatures are 300K, 600K, 900K and 1200K. Wall temperatures are 300K, 600K and 1200K. The soot deposition length defined as the relative approach distance to the wall per a given axial distance is newly introduced as a parameter to evaluate the soot deposition tendency on the wall. The result shows that soot deposition length is increased with increasing the surrounding air temperatures and with decreasing the wall temperature. And the numerical results led to the conclusion that it is essential to consider the thermophoretic effect for understanding the soot deposition on the cold wall properly.