압축착화엔진용 경유연료 세탄가는 연료의 착화성을 나타내는 연료의 주요 특성중의 하나이다. 기존 CFR 엔진을 이용한 세탄가 분석의 번거로움을 피하기 위해 세탄가를 세탄지수로 대체하여 사용하고 있으나, 현재 다양한 첨가제에 의한 세탄가와 세탄지수 값의 차이를 보이고 있다. 본 연구에서는 첨가제로서 바이오디젤, 등유유분, 세탄가향상제를 베이스경유에 일정 비율로 혼합한 뒤, 세탄가, 유도세탄가 및 세탄지수를 분석하였다. 연구결과, 첨가제에 의한 세탄가와 유도세탄가는 유사한 결과값을 보였지만 세탄지수는 바이오디젤과 세탄가향상제 첨가시 현저한 분석값 차이를 보였다.
세탄가는 경유의 품질기준 중 하나로써 디젤엔진에 사용되는 경유 연료의 착화성을 평가하는 항목이다. 세탄가 기준은 현재 자동차용 경유 기준으로 52 이상이며, 일반적으로 세탄가가 높으면 시동성이 좋고 운전이 원활해지나 지나치게 높으면 연소가 불균일해져 매연의 원인이 되고 연료소비량이 증가한다. 현재 국내의 품질시험방법에 규정되어있는 세탄가 측정방법은 CFR엔진을 이용한 세탄가분석, 경유의 밀도와 증류유출온도를 통하여 세탄가를 산출하는 세탄지수, CFR엔진의 단점을 보완하여 고온에서 연료의 연소되는 시간을 통해 세탄가를 측정하는 유도세탄가 등이 있다. 본 연구는 이러한 세탄가를 정유사별, 하 동절기별 시료를 확보하고 이를 분석하여 다양한 인자들에 의한 세탄가 측정방법의 상관관계에 대하여 분석하였다. 이를 통하여 세탄가, 유도세탄가, 세탄지수 순으로 세탄가가 높게 측정 되는 것을 확인하였고, 이를 통하여, 현재 편의성을 이유로 많이 사용되는 세탄지수로 인하여 세탄가 품질미달이 발생할 수 있기 때문에 이에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 보인다.
In order to analyze the effect of the chemical structure and the cetane number of reformed diesel fuels by ultrasonic energy irradiation, proton nuclear magnetic resonance spectrometer$(^1H-NMR)$ was used. From the study, following conclusive remarks can be made. 1) Branch Index(BI), aromatics percentages, and alpha methyl radical$(H_{\alpha})$ of the reformed diesel fuels by ultrasonic energy irradiation decreased more than the conventional ones. 2) All the cetane numbers which were calculated from carbon type structure and hydrogen type distribution of the reformed diesel fuels increased more than the conventional ones. 3) It is more reasonable to predict cetane number equation from carbon type structure than from hydrogen type distribution. 4) BI, aromatics percentages, and $H_{\alpha}$ on both for conventional fuel and reformed diesel fuels by ultrasonic energy irradiation are inversely proportional to cetane number fur these fuels.
The main objective of this study is to investigate the correlation of chemical structure and cetane number of reformed diesel fuels by ultrasonic irradiation. In order to analyze the effect of the chemical structure and the cetane number of reformed diesel fuels by ultrasonic irradiation, $^1H-NMR$ was used. From the study, following conclusive remarks can be made. 1) BI(=Branch Index), aromatics percentages, and $H_{\alpha}(={\alpha}-methyl$ functional group) of the reformed diesel fuels by ultrasonic irradiation decreased more than those of the conventional diesel fuel. 2) All the cetane numbers which were calculated from carbon type structure and hydrogen type distribution of the reformed diesel fuels increased more than those of the conventional diesel fuel. 3) Using predicated equation of cetane number caculated from carbon type structure is more reasonable than that caculated from hydrogen type distribution 4) BI, aromatics percentages, and $H_{\alpha}$ on both of conventional fuel and reformed diesel fuels by ultrasonic irradiation are inversely proportional to cetane number on these fuels.
The ignition quality in diesel engines is one of the most important factors influencing their performance. While the ignition quality of distillation fuels is judged with Cetane Number, Cetane Index, and Diesel Index, that of residual fuels blended with distillation fuels is done by using CCAI. Since the 1980s, because of the development in the blending technology and the complexity, it has been difficult to make a judgement on the ignition quality of the fuels with CCAI. Hence, in order to solve the problems, it is ECN that researchers are studying in depth. In this paper, After reviewing the values such as Cetane Number, Cetane Index, Diesel Index, CCAI, and CII, we will introduce ECn and predict the possibility of using it.
Biodiesel produced from triglyceride which is main component of animal fats and vegetable oils by methanolysis was known for remarkable cetane number. In this study, the derived cetane number of 3 kinds of biodiesel came from vegetable oils such as soybean oil, palm oil, and perilla oil and 2 kind of biodiesel which were produced from beef tallow and pork lard were analyzed using IQT (Ignition quality tester). In IQT test result, the derived cetane number of palm- , beef tallow- and pork lard's biodiesel were more excellent than other biodiesels. After analysis of biodiesel composed molecular by gas chromatography-mass and determination of the derived cetane number of pure biodiesel components using IQT, we have found that the low olefin contented and long alkyl chained biodiesel have excellent derived cetane number.
In this research, combustion and spray characteristics were investigated experimentally in a constant volume chamber by applying different composition rates of octane number in diesel fuel to a common-rail system. For the visualization, the experiment was carried out under different injection pressures and different cetane number. The test was done by three different types of diesel fuels, the different composition rates of cetane number in diesel fuel and HBD. In summary, this research aims to investigate the combustion characteristics in the application of fuels and compare the results with performance of conventional diesel fuel. This experimental data may provide with fundamentals of the development of diesel engines in future.
세탄가는 디이젤 연료의 점화 특성, 특히 점화 지연의 측정인 동시에 동력학적 현상의 엔진측정값이다. 이러한 동력학적인 행동인 연료의 점화특성과 그 분자구조 즉 탄소 유형별 구조적 조성 사이에는 관련이 있다. 분자구조를 세부적으로 평가하고 세탄가를 예측하는데는 Group Additivity Rule이 사용된다. 본 연구에서는 표준 세탄 평가 엔진으로 세탄가들이 측정된 디이젤 연료들에 대하여 분자구조 측정방법 중 하나인 $^{13}C-NMR$ 분광법과 Group Additivity Rule을 사용하여 세탄가를 연료의 탄소 유형별 구조적 조성과 관련시켜 예측하고 세탄가에 대한 이들 분자구조의 영향에 관하여 고찰하였다.
In this study, a feasibility test of liquid petroleum gas (LPG) compression ignition (CI) engine has been carried out to study the effectiveness of cetane enhancing additive: Di-tertiary-butyl peroxide (DTBP). Performance and emissions characteristics of a CI engine fuelled with DTBP blended LPG fuel were examined. Also, the effect of EGR (exhaust gas recirculation) on the combustion and emissions characteristics has been investigated. Results showed that stable engine operation over a wide range of the engine loads was possible. Exhaust emissions measurements showed that hydrocarbon were decreased with the blended fuel at enhancing cetane number. Furthermore, the combustion stability of LPG with a cetane number improver was equivalent to that of commercial Diesel fuel. Increasing the EGR rate leads to deteriorate the IMEP (indicated mean effective pressure) and increase the ignition delay. It was found that the exhaust emissions with the EGR resulted in a very large reduction in nitrogen oxides at the expense of higher THC and CO emissions. Considering the results of engine performance and exhaust emissions, LPG blended fuel of enhancing cetane number could be used as an alternative fuel for diesel in a CI engine.
경유 첨가제로 사용할 수 있는 카보네이트 유도체를 합성하고 그들의 DCN 향상 효과를 살펴보았다. 1,2-글리세롤 카보네이트와 긴 알킬그룹을 가지는 지방산을 반응시켜 경유와 구조적으로 유사한 화합물을 얻었다. 경유에 대한 용해도를 증가시키기 위해 긴 체인 중간에 이중 결합을 도입하거나 카보닐 그룹의 알파 위치에 알킬기를 도입하였다. ASTM 방법을 통하여 측정한 이들의 DCN 증가 정도는 ~1 정도였으며 이 결과는 카보네이트 유도체 화합물이 연료 첨가제로서 사용이 가능하다는 것을 보여주고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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