• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제31권2호
• /
• pp.250-258
• /
• 2020

This study was conducted to analyze the impact of low level bio-alcohols that can be applied without modification of vehicles to improve air quality in Korea. The emissions and fuel economy of low level bio-alcohols mixed gasoline fuels of spark ignition vehicles, which are direct injection and port fuel injection, were studied in this paper. As a result of the evaluation, the particle number (PN) was reduced in all evaluation fuels compared to the sub octane gasoline without oxygen, but the correlation with the PN due to the increase in the oxygen content was not clear. In the CVS-75 mode, emitted CO tended to decrease compared to sub octane gasoline, but no significant correlation was found between NMHC, NOx and fuel economy. In addition, it was found that the aldehyde increased in the oxygenated fuel, and there was no difference in terms of the amount of aldehyde generated among a series of bio-alcohol mixed fuels.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제34권6호
• /
• pp.767-772
• /
• 2023

In this study, combustion experiments were conducted at various engine speeds under full-load conditions using a single-cylinder diesel engine by blending butanol, pentanol, and octanol with diesel at a volume ratio of 10%. Experimental results revealed that higher alcohol-diesel blends resulted in lower brake torque and brake power than pure diesel due to the lower calorific value and the cooling effect during evaporation. An evident improvement in the brake thermal efficiency of the blended fuels was observed at engine speeds below 2,000 rpm, with the butanol blend exhibiting the highest thermal efficiency overall. Furthermore, the brake-specific fuel consumption of the higher alcohol-diesel blends was lower than that of pure diesel at speeds below 2,200 rpm. When using blended fuels, the exhaust gas temperature decreased under lean mixture conditions due to heat loss to the air and the cooling effect from fuel evaporation.

• 한국분무공학회지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.60-67
• /
• 2024

This study compared exhaust gas recirculation (EGR) and excess air strategies for improving thermal efficiency and emissions of hydrogen combustion engines at low-load operation. The experimental investigation was conducted in a single-cylinder, heavy-duty engine under throttling and wide-open throttle (WOT) conditions. Although both EGR and excess air strategies reduced peak heat release rates and increased combustion durations, the net indicated thermal efficiencies were improved by reducing the pumping losses. Under the constraint of similar nitrogen oxides emissions, the EGR strategy had higher net indicated thermal efficiencies compared to the excess air strategy in throttling operation. However, the difference between their thermal efficiencies was reduced under WOT condition. The trend of reducing nitrogen oxides emissions according to the two strategies was similar.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제40권10호
• /
• pp.862-871
• /
• 2012

96% 과산화수소와 케로신을 추진제로 사용하는 500 N 급 로켓엔진에 대하여 추진제의 분무, 기화, 혼합, 연소를 포함하는 수치해석을 수행하였다. 1/6 조각의 연소실을 격자로 생성하였으며, 세 가지 종류의 액체상 추진제(케로신, 과산화수소, 물)가 속이 빈 콘 형태로 공급되는 분무를 모사하였고, Rosin-Rammler 함수에 따른 액적크기 분포를 가정하였으며, 연소 해석에는 와류소산모델을 사용하였다. 본 계산에서는 작은 연소실 크기, 그리고 과산화수소 및 물의 큰 잠열 및 비열로 인하여 평균 액적 크기 변화에 따라 큰 성능의 차이를 나타냈으며, 평균 액적 크기가 30 micron인 경우 가장 좋은 추진성능을 보여주었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제39권7호
• /
• pp.609-615
• /
• 2015

본 연구는 직접분사식 가솔린엔진에서 공기 과잉률 및 바이오에탄올-가솔린 혼합연료의 혼합비에 따른 연소특성과 배기배출물 특성을 실험적으로 규명한 것이다. 다양한 공기 과잉률 및 혼합비 조건에서 실험을 수행하였으며, 연소실 압력, 열발생률, 연료소비율 등을 통해 연소특성을 분석하였으며, 배기배출물 특성은 미연탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 질소산화물($NO_x$) 분석을 통해 확인하였다. 혼합연료의 실험결과는 100% 가솔린 및 바이오에탄올 실험결과와 비교하였다. 실험결과 최고연소압력과 열발생률, 제동연료소비율은 혼합비의 증가에 따라 증가하였으며, CO, HC, $NO_x$와 같은 배기배출물은 바이오 에탄올 혼합비율이 증가함에 따라 감소하였다. 혼합연료의 배기배출물 수준은 가솔린 보다 낮게 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권2호
• /
• pp.137-143
• /
• 2012

현재 세계적으로 배출가스 규제 강화와 유가 상승으로 인해 가솔린엔진에서 배출되는 유해 배출 가스 저감기술 및 연비향상 기술 개발이 절실히 요구되고 있다. 가솔린 직접분사(GDI; Gasoline direct injection) 기술은 가솔린 연료를 직접 연소실에 분사하여 정밀한 연소제어를 통해 매우 희박한 혼합기에서도 고효율의 연소가 가능하게 함으로써 연비저감과 고출력을 동시에 만족할 수 있는 효과적인 기술이다. 본 연구에서는 분무유도방식(spray-guided type)을 이용한 GDI 엔진을 개발하여 안정적인 희박연소를 구현하였다. 자주 사용되는 운전영역에서 연료분사시기의 TDC(Top dead center) 인근으로의 지각을 통하여 안정적인 희박연소를 구현하였으며, 다단분사를 적용하여 추가적인 연료소비율의 개선이 가능한 반면 탄화수소(THC)와 질소산화물($NO_x$)의 배출은 증가하고 CO의 배출은 감소되었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권2호
• /
• pp.131-136
• /
• 2012

본 논문에서는 GDI 엔진의 냉각수 온도에 따른 연소 및 배출가스 특성을 연구하였다. 엔진에서 나오는 입자상 물질의 수와 크기 분포는 DMS-500 장비로 측정하였다. 배기포트 에 장착된 CLD-400 과 HFR-400 을 통해 NOx 및 THC 의 배출 특성을 연소주기 별로 측정하였다. 결과적으로 낮은 냉각수온에서 5~10 nm 의 입자상 물질이 크게 증가하는 특성을 보였다. THC 또한 낮은 냉각수온에서 증가하는 특성을 보였는데 이는 연소실 내 연료의 액막현상 때문이다. 그리고 NOx 는 높은 냉각수온에서 감소하는 특성을 보였는데 이는 내부 EGR 이 증가하기 때문이다. 결론적으로 THC 와 NOx 그리고 입자상 물질의 배출을 줄이기 위해서는 냉각수온을 빠르게 올리는 EMS 변수 설정 필요하다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.85-96
• /
• 2003

로켓 엔진 노즐의 설계에서 동결 유동 해법과 동일한 수치적 특성을 가지는 화학 평형 해석은 노즐의 열역학적 최대 성능을 예측하는 효율적인 설계 도구로 이용될 수 있다. 본 연구에서는 탄화수소 연료 로켓 엔진 설계를 위한 화학적 평형 유동 해석 코드를 개발하였다. 로켓 노즐을 통한 팽창과정에서 일어나는 화학 성분의 재결합 효과와 이에 수반하는 에너지 회복과 같은 열화학적 특징을 이해하기 위하여, KSR-III 로켓 노즐에 대하여 동결유동 해석 및 비평형 유동의 해석과 더불어 화학적 평형 유동 해석을 수행하였다. 유동 해석 결과에 기초한 KSR-III 엔진 성능 평가로부터 노즐에서의 열화학적 특징을 이해할 수 있었으며, 이와 더불어 열화학적인 효과를 고려할 때 출구 면적비를 줄여서 수정된 새로운 노즐 형상이 지상 추력을 증대시키기 위한 적절한 설계임을 확인할 수 있었다.

• 에너지공학
• /
• 제23권4호
• /
• pp.1-8
• /
• 2014

본 연구에서 세계 환경오염 지정유해물질을 함유한 납축전지와 니켈 카드뮴(Ni-Cd) 축전지를 대체할 수 있는 대용량 니켈 금속수소(Ni-MH) 축전지를 이용하여, 디젤발전기 시동을 걸기위해 80Ah 전지를 병렬로 연결하여 160Ah의 Ni-MH 축전지를 제작하였다. 160Ah 전지에 적합한 전극을 개발하기 위하여 3성분계의 전해질 조성이 요구되었으며, 그 후, 고율방전을 평가하였다. 음극 성능의 개선을 위하여, Zn을 첨가하였다. 160Ah급 축전지로 디젤발전기의 시동을 위한 다양한 실험을 통하여 평가를 하였으며, 최종적으로 디젤발전기의 시동이 가능함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.46-58
• /
• 2010

최근 들어 새로운 차세대 우주발사체의 추진기관의 개발 방향에서 친환경성과 저비용성이 주요 관심사이며, 과산화수소와 액체메탄은 이러한 추진제로 대표적인 관심을 받고 있다. 과산화수소는 로켓 개발 초기에 널리 사용되었으나, 냉전시대에 성능을 최우선시함에 따라 사용이 현격히 감소해오다가 1990년대 이후 안정성의 향상과 더불어 다시 재조명 받기 시작하였다. 액체메탄은 실제 발사체의 추진기관으로 사용되지는 않았지만, 액화천연가스(LNG)로 사용할 수 있기 때문에 친환경/저비용 추진제로 지속적으로 관심을 받아왔으며 최근에는 달/화성 탐사와 관련하여 지속적인 연구가 수행되고 있다. 이러한 대표적인 친환경 추진제에 대한 활용 역사와 최근 연구 동향을 고찰하여, 향후 국내에서 소요될 각종 임무 조건을 만족하는 엔진의 연구 개발 방향 설정에 도움이 될 것으로 예상된다.