• 기계와재료
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• v.22 no.3
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• pp.96-109
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• 2010

자동차는 다양한 형상과 기능을 가진 부품소재의 집합체라 할 수 있다. 자동차의 고출력화에 의한 연비향상과 각국의 환경규제 강화 요건을 충족시키기 위해 자동차 엔진의 작동온도와 이에 따른 배기가스의 온도가 꾸준히 높아지는 추세이다. 따라서 고온재료의 선택과 사용이 보다 중요해 지고 있다. 자동차에 사용되는 고온 부품은 설계사양에 맞추어 그리고 경제적인 측면을 고려하여 내열재료를 사용하는 방법과 표면처리를 하는 두 가지 방법이 주로 채택되고 있다. 내열재료를 사용하는 대표적인 부품은 엔진을 구성하는 부품과 연소실로부터 나오는 고온 고압의 배기가스가 이동하는 배기계 부품이다. 엔진을 구성하는 부품 중에는 냉각수에 의해 온도가 제어되는 부분은 경제적인 소재가 사용되나 밸브와 같은 부품은 고온재료가 채용된다. 가장 높은 온도에서 사용되는 배기계 부품에는 경제성이 감안되면서도 높은 열적, 기계적 안정성이 동시에 요구되고 있다. 전통적으로 배기부품에는 구상흑연주철이 널리 사용되어 왔고 현재에도 원가 측면의 강점을 이용해 대부분의 차량에 적용되고 있으나 일부 고출력, 고배기량 엔진의 경우에는 주철의 한계온도 이상의 배기온도가 요구되어 스테인리스 강을 도입하고 있다. 또한 내열 타이타늄 합금, 금속간화합물과 같은 고온재료가 개발됨에 따라 고가의 차종에는 신재료가 이들 부품으로 채용되고 있다. 이 글에서는 배기계 부품의 설계적인 요소에 의한 열적, 기계적 측면의 내구 특성을 살펴보고, 이들 부품에 보편적으로 적용되는 고온 금속재료의 종류 및 기계적 특성을 소개하였다. 아울러 미래의 환경친화적 자동차용 고온 부품을 개발하기 위하여 연구되고 있는 Super Si+MO, 스테인리스 강, TiAl, 고온 타이타늄 합금 등과 같은 자동차 내열 부품으로 사용되는 신소재의 연구개발 동향에 관하여 기술하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.2
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• pp.15-20
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• 2018

The objective of this study is to numerically investigate the thermal characteristics of an automobile exhaust-based heat exchanger for automotive thermoelectric power generation with various exhaust gas mass flow rates and temperatures. The heat exchanger for automotive thermoelectric power generation has a square-type pin installed inside, so the maximum amount of heat can be transferred to the thermoelectric element from the heat energy coming from the automobile exhaust gas. The exhaust gas mass flow rate changed from 0.01, to 0.02, to 0.03 kg/s, and the exhaust gas temperature changed from 400, to 450, to 500, to 550, to $600^{\circ}C$, respectively. A numerical simulation was conducted by using the commercial program ANSYS CFX v17.0. Consequently, the exhaust gas pressure difference between the inlet and the outlet of the heat exchanger is determined according to the flow rate of the exhaust gas. When the mass flow rate of the exhaust gas increased, the pressure difference between the inlet and the outlet of the heat exchanger increased, but the exhaust gas pressure difference between the inlet of the heat exchanger and the outlet did not vary with the exhaust gas temperature. Therefore, in order to obtain the maximum surface temperature from the heat exchanger, the exhaust gas mass flow rate should be lower, and the exhaust gas temperature should be higher.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.35 no.6
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• pp.773-778
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• 2011

The International Maritime Organization(IMO) could try to adopt more severe amendment to prevent any air pollution from various waste materials by marine incinerator. This study is to analyse the performance improvement through Ansys CFD about new invented system which has three flue-gas discharge channels and sub-ejector installed in the dischage channel in order to evacuate flue-gas well from the combustion chamber. The results showed that the discharge temperature of flue-gas was below the regulated value of IMO by the multi-channels, and the sub-ejector system installed in the discharge channel was highly effective one to improve the flue-gas discharge ability.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2002.02a
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• pp.133-138
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• 2002

온풍난방기 20대를 대상으로 온풍난방기의 베기가스중 탄산가스농도, 온풍온도차, 배기가스온도 및 열효율을 조사하여 사용연수별로 분석하였으며 주요 결과는 다음과 같다. 가. 사용연수별 온풍난방기 배기가스중 탄산가스농도와 온풍온도차는 사용연수에 따른 조사표본의 부족으로 큰 차이가 있었다고 하기는 어렵고 정확한 조사를 위해서는 보다 많은 대수가 필요할 것으로 판단된다. 나. 사용연수별 배기가스온도는 사용연한이 오래될수록 높아졌다고 판단된다. 이는 열교환기에서 흡입공기와 연소열이 열교환이 충분히 이루어지지 않았거나, 버너노즐의 노후화, 버너송풍기, 온풍난방기 송풍기의 노후화에 따른 결과라 여겨진다. 사용연수에 따른 배기가스온도는 회귀방정식 Y= 79.032Ln(X) + 116.66 ($R^2$= 0.6784)로 나타낼 수 있었다. 다. 사용연수별 온풍난방기의 열효율은 사용연한이 오래될수록 감소하는 경향을 보였으며 회귀방정식 Y = 95.167 X $^{-0.054}$ ($R^2$= 0.5696)로 나타낼 수 있었다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.27 no.2
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• pp.355-362
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• 2021

To facilitate low-pressure selective catalyst reduction (L.P SCR), a high exhaust-gas temperature of a four-stroke diesel engine for a ship's generator is required. This study aimed at reducing the exhaust-gas temperature by adjusting the valve open-close timing and fuel injection timing to satisfy the operating conditions of L.P SCR and prevent accidents associated with the generator engine due to high temperature. To lower exhaust-gas temperature, the angle of the camshaft was adjusted and the shim of the fuel injection pump was added. As a result, the maximum explosion pressure increased and the average of the turbocharger outlet temperature dropped. Considering the heat loss from the turbocharger outlet to the SCR inlet, the operation condition for L.P SCR was satisfied with 290 ℃. The study demonstrates that safe operation of a diesel generator can be achieved by lowering the exhaust-gas temperature.

• Proceedings of the Korean Society for Bio-Environment Control Conference
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• 2000.10b
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• pp.128-131
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• 2000

자갈축열 태양열 온실에 있어 여름철 냉방에너지의 효과적인 절감 방안을 모색하고자 축열 및 배기시스템의 작동방식을 다르게 하여 주ㆍ야간 축열과 방열시 자갈축열층의 온습도환경을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 주간에 외기온이 28.5$^{\circ}C$-35.3$^{\circ}C$범위에서 변화할 때 자갈축열층내로 유입되는 공기의 온도는 30.5$^{\circ}C$-36.2$^{\circ}C$, 자갈축열층에서 온실내부로 유출되는 공기의 온도는 28.2$^{\circ}C$-30.1$^{\circ}C$, 축열층 내부온도는 27.4$^{\circ}C$-35.9$^{\circ}C$ 범위였다. 또한, 10시간 축열시 자갈축열층 내부온도는 측점에 따라 1.7$^{\circ}C$-7.$0^{\circ}C$의 온도상승이 있었으며 유입구에서 멀어질수록 축열층 온도는 낮게 나타났으며 온도상승 속도 또한 감소하는 경향으로 나타났다. 그리고, 야간에 축열시스템을 작동하지 않고 배기팬만을 작동하였을 경우, 외기온이 27.4$^{\circ}C$-34.4$^{\circ}C$범위일 때 자갈축열층 내부온도는 29.7$^{\circ}C$-34.9$^{\circ}C$(평균 31.4$^{\circ}C$)범위였으며 온실외부에 설치되어 있는 배기구와 배기팬의 영향으로 축열층 내부온도는 시간이 경과함에 따라 감소하는 경향으로 나타났으며 측점에 따라 2.2$^{\circ}C$-5.1$^{\circ}C$(평균 2.8$^{\circ}C$)의 온도하강 효과가 있는 것으로 나타났다. 2. 여름철 주간에 10시간 축열시 자갈축열층 내부습도는 측점에 따라 8.1%-26.3%의 감소현상이 있었다. 또한, 유입구에서 멀어질수록 축열층 습도는 높게 나타났으며 습도하강속도 또한 감소하는 경향으로 나타나 유입구에서 멀어질수록 외부습도의 영향을 적게 받는 것으로 분석되었다. 하지만, 야간에는 배기시스템의 영향으로 자갈축열층의 습도는 외기의 영향을 많이 받는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2015.10a
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• pp.77-78
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• 2015

산업화로 인하여 토지의 사막화, 물부족, 오존층 파괴, 지구 온난화 등 많은 환경문제가 발생되었으며 아직 진행 중에 있다. 이에 UN에서는 환경 규제를 강화하였으며 국제해사기구(IMO:International Maritime Organization)에서는 선박의 배기가스 규제 강화를 위하여 NOx(질소산화물) 및 SOx(황산화물)의 배기량을 줄이도록 하고 있으며 2016년부터는 본격적으로 규제하려 하고 있다. 상기의 규제 물질 중 NOx를 제거하는 선택적환원촉매(SCR:Selectivity Catalytic Reduction) 시스템은 선박의 배기가스가 지나가는 통로에 요소수(Urea)를 분무하여 $260^{\circ}C$ 이상의 높은 온도에서 요소수에 있는 암모니아가 배기가스에 있는 NOx와 반응, 결합함으로서 NOx를 질소와 산소로 분리, 제거하는 방식이다. 하지만 선박의 경우 대부분 엔진이 2행정으로 배기가스 온도가 일반적으로 $180^{\circ}C{\sim}220^{\circ}C$이기 때문에 요소수에 있는 암모니아가 배기가스에 있는 NOx와 반응하지 않아 환원률이 높지 않다. 이에 우리는 초미세기포를 이용하여 낮은 온도에서도 반응할 수 있는 요소수 및 요소수 활성화 기기를 개발하여 상기의 문제점들을 최소화 할 수 있도록 하였다. 또한 SCR 시스템의 점성유동해석을 통하여 보다 효율적인 SCR 시스템의 개발을 할 수 있도록 기여하였다.

• Fire Science and Engineering
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• v.31 no.4
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• pp.1-6
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• 2017

A fire resistance certification needs to be obtained before fire protection paint can be used in Korea. In the case of paint, the tests for certification are fire, gas hazard and bond strength. According to the hazard test standard of combustion gas, 16 mice are sacrificed every test. Therefore, there are ethical problems for the experimenter and legal problems for the laboratory. Accordingly, many alternatives are being assessed, such as combustion gas analysis, but they have not replaced animal testing yet. With gas hazard testing, the exhaust gas temperature can be measured. The property of the initial reaction of a specific fire paint can be characterized by this temperature. The purpose of this study was to consider the improvement point for a gas hazard test through comparative analysis of the exhaust temperature and the time of death of the mice.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.40 no.6
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• pp.681-686
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• 2002

In the industrial field, the theory of drying process is different from the practical application, and it is effective to reduce energy by recirculation of the heat of exhausting gas. But the study of this field may not be performed still. The cure properties of the urea resin moulding compounds was investigated according to drying temperature, drying time, recycle rate of exhausting gas and moulding temperature in the process of drying and moulding. We obtained the following results; water content of material decreases with increasing drying time and drying temperature, and the rate of drying also decreases with increasing recycle rate of exhausting gas. Specially, The cure fluidity of the urea resin moulding compounds decreases, with increasing drying temperature, recycle rate of exhausting gas and moulding temperature. And the correlation equations on water content and cure fluidity of the urea resin moulding material were obtained through a regression analysis of experimental data.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.8
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• pp.822-828
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• 2013

Since the operating temperature of Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) is high, the heat management of the gases supplied to fuel cell system is important. In this paper, the temperature characteristic of the gases supplied to the anode and the cathode of the fuel cell is studied in case of utilizing the waste heat contained in the ship exhaust gas as a heat source to heat up the fuel, gas and water supplied to a 500kW SOFC system for a ship power. For the fuel cell system proposed in this paper, the temperature of gases supplied to the anode and the cathode was the highest temperature at 963K when the exhaust gas of the fuel cell was utilized as the heat source for gases supplied to fuel cell system instead of utilizing the ship exhaust gas. In addition, the engine power did not effect on the temperature of gases supplied to the fuel cell stack.