• 한국재난정보학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.296-304
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• 2017

본 연구에서는 산불발생 시 화염행동을 예측하기 위하여 강원도 삼척시를 대상으로 산림가연물의 연소특성 DB를 구축하고, 연소특성 DB로부터 GIS를 이용하여 산불위험지도 및 위험도등급화 지도를 작성하였다. 맵핑을 위한 표준화 대상변수로는 자연발화온도, 착화시간, 화염지속시간, 총열방출량, 총연기방출량을 사용하였다. 또한, 총괄위험도 등급화는 착화위험변수(자연발화온도, 착화시간)와 확산위험변수(총열방출량, 화염지속기간, 총연기방출량)를 이용하였다. 연구결과, 강원도 삼척시의 산불위험도등급은 1~5등급(5단계)으로 등급화하였으며, 1등급에 가까울수록 산불위험성이 높은 구역으로 구분하였다. 삼척시의 착화위험등급은 1등급과 5등급으로 구분되어 2단계로 나타났다. 또한, 확산위험등급은 1등급, 2등급, 4등급, 5등급으로 구분되어 4단계로 나타났다. 총괄위험등급은 1등급, 2등급, 3등급으로 구분되어 3단계로 나타났으며, 산불위험등급이 가장 높은 1등급의 구역은 산불발생위험등급과 산불확산위험등급의 영향을 받는 것으로 나타났다. 1등급에 해당하는 구역은 삼척시의 우발리와 미로면 지역으로 나타났다. 이 지역은 산불발생 시 발열량이 높게 나타나는 소나무와 참나무 군락지로 산불발생 시 화재하중이 크게 작용하여 산불확산이 빠르게 진행될 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제19권6호
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• pp.59-71
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• 2014

We investigated soil contamination depending on the land use by examining the contamination levels and distribution characteristics of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the national soil. Total PAHs (the sum of 16 PAH concentrations) and carcinogenic PAHs (the sum of seven carcinogenic PAH concentrations) were $8.50{\sim}3,437.16{\mu}g/kg$ and $2.94{\sim}2,136.96{\mu}g/kg$, respectively. The concentration of benzo(a)pyrene, one of the contaminants regulated by the soil quality standard in the nation, was $ND{\sim}924.73{\mu}g/kg$. Its maximum value of $924.73{\mu}g/kg$ was detected in railroad (Region 3) and is approximately 13% of the standard value for Region 3 (i.e., 7 mg/kg). We also investigated the characteristics of contamination sources of PAHs in soil of the upland, forests, roads, and railroads, examining the fraction distribution of PAHs concentration by the number of benzene rings against the total PAHs concentration. The results demonstrate that the mean fraction of 4~6-ring PAHs against total PAHs concentration in soil was in the range of 51.8~80.7% with relative abundance of high-molecular PAHs, showing that the origin of contamination is under the category of combustion sources. When the molecular indices (Flu/(Flu/Pyr), Ant/(Ant+Phe), InP/(InP+BP), and BaA/(BaA+Chr)) were applied, they were also categorized as petroleum-based combustion sources. The individual PAH concentrations in soil by the land use were grouped into Regions 1, 2, and 3, which are statistically treated and are the parts of the national category system of soil quality standard. As a result, the concentration level of 16 PAHs was $0.02{\sim}2.63{\mu}g/kg$ in Region 1, $0.05{\sim}4.26{\mu}g/kg$ in Region 2, and $2.36{\sim}178.27{\mu}g/kg$ in Region 3. The concentration level of 6 carcinogenic PAHs was 14.2~320.4% against that of benzo(a)pyrene in Region 3 and sites of recycling waste sleepers. Considering that there were similarities among PAHs in terms of structures and toxicities, it would be recommended to review other types of carcinogenic PAHs together with benzo(a)pyrene when developing the soil quality standards in the nation.

• 한국가스학회지
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• 제25권4호
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• pp.36-42
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• 2021

쓰레기 매립지에 발생하는 매립지가스(Landfill gas)를 대기 중으로 방출할 경우에 매립지가스에서 많은 부분을 차지하고 있는 지구온난화 지수(global warming potential)가 높은 메탄가스를 배출하게 되어 기후변화에 악영향을 주게 되고, 매립지가스에 함유되어 있는 메탄을 내연기관의 연료로 활용하여 연소하여 발전을 하게 되면 이산화탄소 형태로 대기 중으로 배출하게 되어 온난화 지수를 낮추는 데도 기여를 할 수 있게 된다. 따라서 매립지가스를 내연기관을 이용한 발전용 연료로 사용하기 위해서 엔진의 열효율을 높이는 것이 중요하기 때문에 기존의 믹서 방식 기술을 이용한 연료공급 방식보다는 실린더별로 흡기포트에서 전자 제어 인젝터를 이용하여 기체 분사를 하는 방식의 연료공급 시스템을 사용하는 것이 필요하게 된다. 따라서 전자 제어 기체 분사 방식 기술을 이용하기 위해서는 매립지가스의 사용 조건에 따른 질량 유량을 정확히 측정하는 것이 중요하게 된다. 이를 위하여 본 연구에서는 매립지가스를 기체 분사할 경우에 분사량을 측정 및 계산하는 연구를 수행하였다.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.323-331
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• 2018

실험실 규모 기포 유동층 반응기를 이용한 하수 슬러지와 석탄 및 우드 펠렛의 혼소 실험 및 회분 분석을 통한 슬래깅 성향을 살펴보았다. 연료는 일반 건조 및 수열탄화를 통해 제작된 하수 슬러지와 아역청탄, 우드 펠렛이 적용되었다. 연소 실험은 당량비 및 산화제 유량, 초기 온도를 고정하고 2종의 하수 슬러지 연료와 석탄 또는 우드 펠렛을 발열량 기준 50 : 50 비율로 혼합한 총 4개의 조건에 대해 반응기 온도 및 배가스 조성을 측정하였다. 배가스 중 $NO_x$는 모든 조건에서 대부분 NO의 형태로 400 ~ 600 ppm 범위에서 측정되었다. $SO_2$는 원료 내 황 함량을 고려하면 하수 슬러지의 투입량이 큰 영향을 미쳤을 것으로 예상되는 가운데 수열탄화 연료가 일반 건조 연료에 비해 다소 낮은 경향을 보였다. 비산 회분 조성 분석 결과 하수 슬러지 연료가 슬래깅/파울링 가능성을 높일 것으로 생각되며, 수열탄화 연료가 일반 건조 연료에 비해 상대적으로 양호한 결과를 보일 것으로 예상되었다.

• 청정기술
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• 제25권3호
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• pp.238-244
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• 2019

본 연구에서는 온도와 압력의 변화에 따른 석유계항공유(Jet A-1), 바이오항공유(Bio-6308) 그리고 두 항공유를 50:50 (v:v)으로 혼합한 연료의 점화특성의 변화에 대한 분석을 수행하였다. Combustion research unit (CRU) 장비를 사용하여 각 항공유의 점화지연시간을 측정하였으며, GC/MS 및 GC/FID를 사용하여 각 항공유를 구성하는 화합물에 대한 정성 및 정량적인 분석을 수행하였다. 그 결과, 모든 연료의 경우에서 온도와 압력이 증가할수록 점화지연시간이 짧게 측정 되었으며, 특히 압력보다 온도의 영향을 더 많이 받는 것을 확인하였다. 또한, 모든 측정 조건에서 Jet A-1의 점화지연시간이 가장 길게 측정되었는데 이는 Jet A-1을 약 22.48%의 비율로 구성하는 방향족화합물이 산화되는 과정에서 생성되는 benzyl radical이 구조적으로 매우 안정한 특성을 갖기 때문인 것으로 판단되었다. 이러한 benzyl radical은 negative temperature coefficient (NTC) 구간에 영향을 줄 수 있는 반응을 억제하여, Jet A-1의 경우에서는 온도가 증가함에 따라 점화지연시간이 짧아지는 정도가 감소하는 구간이 없는 것을 확인하였다. Jet A-1과 Bio-6308을 50:50 (v:v)으로 혼합한 연료의 점화특성은 Bio-6308 보다는 Jet A-1과 비슷한 경향을 나타내는 것을 통해 기존의 시스템을 변경하지 않고서도 실제로 적용이 가능함을 확인하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2000년도 THE THIRD INTERNATIONAL CONFERENCE ON AGRICULTURAL MACHINERY ENGINEERING. V.III
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• pp.654-661
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• 2000

Area of greenhouse increases rapidly up to 45,265ha by the year of 1998 in Korea. Hot air heater with light oil combustion is the most common heater for greenhouse heating in the winter season. However, exhaust gas heat discharged to atmosphere through chimney reaches up to 10~20% of total heat of the oil combusted in the furnace. In order to recapture the heat of this exhaust gas and to recycle for greenhouse heating, the heat pipe type exhaust heat recovery system was manufactured and tested in this experiment. The exhaust heat recovery system was made for space heating in the greenhouse. The system consisted of a heat exchanger made of heat pipes, ${\emptyset}15.88{\times}600mm$ located in the rectangular box of $600{\times}550{\times}330mm$, a blower and air ducts. The rectangular box was divided by two compartments where hot chamber exposed to exhaust gas in which heat pipes could pick up the heat of exhaust gas, and by evaporation of the heat transfer medium in the pipes it carries the heat to the cold compartment, then the blower moves the heat to greenhouse. The number of heat pipe was 60, calculated considering the heat exchange amount between flue gas and heat transfer capacity of heat pipe. The working fluid of heat pipe was acetone because acetone is known for its excellent heat transfer capacity. The system was attached to the exhaust gas path. According to the performance test it could recover 53,809 to 74,613kJ/hr depending on the inlet air temperature of 12 to $-12^{circ}C$ respectively when air flow rate $1,100\textrm{m}^3/hr$. The exhaust gas temperature left the heat exchanger dropped to $100^{circ}C$ from $270^{circ}C$ by the heat exchange between the air and the flue gas, the temperature difference was collected by the air and the warm air temperature was about $60^{circ}C$ at the air flow rate of $1,100\textrm{m}^3/hr$. This heat pipe type exhaust heat recovery system can reduce fuel cost by 10% annually according to the economic analysis.

• 생물환경조절학회지
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• 제12권3호
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• pp.107-113
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• 2003

본 연구에서는 온실의 온풍식 난방시스템 연통에 장착할 수 있는 폐열 회수기의 성능 개선을 목적으로 기 설계된 세 가지 열교환 장치와 기존의 장치에서 열교환 면적과 파이프의 두께 및 공기흐름 방향을 개량한 새 열교환 장치에 대해 열회수 성능을 실험적으로 비교 분석하였다. 그 결과 기존의 열 교환장치인 A형, B형 및 C형의 열회수 성능은 동일 송풍전입에서 각각 42.2%, 40.6% 및 54.4% 정도였으나 , 새로 개량된 D형은 69.2%로써 가장 현저히 높게 나타났다. 그러나 열회수용 공기의 흐름방향 변화에 따른 열회수 성능 개선효과 (A형 대비 B형)는 없는 것으로 나타나 적정 송풍기 용량이라면 직선형이 공기의 흐름방향 180${\circ}C$ 굴절시키는 헤어핀형보다 효과적인 것으로 판단된다. 결국 열회수 성능은 열회수 시스템의 열교환 면적과 열교환 파이프의 두께 및 풍속에 크게 좌우되는 것으로 나타났다. 따라서, 열교환 파이프의 내구성 등 을 고려하여 기능한 한 범위 내에서 열 교환면적을 증대시키거나 열교환 파이프의 두께를 앓게 하고 풍속을 증대시키는 것이 열회수 성능 개선효과와 직결됨을 알 수 있었다. 그리고 송풍기 용량이 필요이상으로 큰 경우, 소비전력이 많게 되는 등의 문제가 있기 때문에 적정용량 및 제품의 안정성을 고려하여 선택해야 할 것으로 판단되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.945-952
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• 2019

지구온난화 및 대기오염 등 환경문제에 대한 관심이 대두되면서 국제해사기구의 선박 대기오염물질 배출 규제 및 협약이 채택되었으며, 최근 국내에서는 항만지역 등 대기질의 개선에 관한 특별법안이 제정되어 미세먼지 발생량을 줄이고자 다방면으로 노력하고 있다. 이러한 미세먼지 저감대책의 일환으로 노후화된 연안선박의 디젤엔진을 미세먼지 및 배출가스가 없는 배터리 전기추진시스템으로 전환하는 것에 대한 타당성 조사가 활발히 진행되고 있다. 배터리 전기추진시스템은 연료의 연소로 인한 배기가스의 발생이 없으며, 신재생에너지원의 적용이 용이하므로 유럽이나 미국과 같은 선진국에서는 수년전부터 신재생에너지를 적용한 배터리 전기추진시스템이 적용된 소형연안여객선이 운항 중이나 국내에서는 전무하다. 따라서 본 연구에서는 국내 소형연안여객선을 대상선박으로 선정하여 태양광 발전시스템이 연계된 배터리 전기추진선박의 적용 여부에 대해 시뮬레이션을 하였으며, 그에 따른 결과를 바탕으로 배터리 전기추진선박의 적용가능성을 확인하고자 한다.

• 한국가스학회지
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• 제25권3호
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• pp.27-38
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• 2021

본 연구에서는 가스보일러 가동 중 배기통이 이탈하는 상황이 발생했을 때, 시스템적으로 인지하고 자동으로 보일러 가동을 중지하여 일산화탄소를 포함한 유해 배기가스가 실내로 유입되는 상황을 근원적으로 차단하는 방안을 제시하였다: (1) 연소에 필요한 공기량을 제어하기 위해 설치된 풍압센서(APS : Air Pressure Sensor)의 출력전압을 측정하여 배기통의 정상상태와 이탈상태를 감시하는 기능을 추가한다. (2) 배기통이 이탈하면 APS의 출력전압이 상시 운전범위에서 일시적으로 상승하게 된다. 보일러 제어부인 PCB가 이 상태를 배기통 이탈로 간주하여 보일러 가동을 멈추면서 배기통 이탈 상태를 실내온도 조절기에 표시하도록 한다. 또한 국토교통부령으로 정한 「건축물의 설비기준 등에 관한 규칙」에서 명시한 공동주택 및 다중이용시설의 환기시설 기준에 따라, 실내공기 교환횟수에 맞는 풍량을 적용하여 실내공기를 환기하는 실험을 실시하였다. 이 실험 결과 실제 일산화탄소가 실내에 누출된 최악의 상태에서, 중독사고 예방이 가능하다는 것을 확인하였다. 다만, 동 규칙에서 정의한 시간당 실내공기 교환횟수를 기존 0.7회에서 0.5회로 2013년부터 완화하여 운영하고 있는데, 실험결과 8시간 가중평균 노출기준인 TWA 30 ppm을 초과하는 농도가 측정되어 기준을 강화할 필요성이 있다. 본 연구 결과에 기초하여 가스보일러 배기압력의 기계적 인지를 통해 배기통 이탈을 감지하는 기술과 일산화탄소 경보기와 연동된 실내공기 환기시스템 기술을 도입한다면 일산화탄소 중독사고가 크게 감소될 것으로 판단된다. 제조 및 검사단계의 문제점을 보완하고, 올바른 설치 및 수리, 사용자의 배기통 이탈에 대한 관심이 더해졌을 때, 일산화탄소 중독으로 인한 인명사고를 예방하는데 효과적인 대책이 될 것으로 사료된다.

• 한국가스학회지
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• 제22권6호
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• pp.76-89
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• 2018

지속적인 산업 발전에 따른 에너지 수급의 불안정 및 환경오염 문제가 대두됨에 따라 이에 대한 해결 방안의 일환으로 열병합발전 시스템의 보급이 활발해지고 있다. 국내의 경우 가스엔진을 이용한 열병합발전기의 안전성능에 대한 검사기준이 미비하므로 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 20 kW급 가스엔진 열병합발전 시스템에 적용 가능한 안전성능 관련 표준화 연구 수행을 위해 열병합발전 시스템의 국내 외 기준에 대한 안전성능 및 구조/재료 평가기준을 분석하였다. 또한, 위험요소 분석 및 HAZOP (Hazard and Operability Studies)을 이용한 위험성평가를 수행하여 가스엔진 열병합발전 시스템의 안전성능 평가(안)을 도출하였으며, 평가항목으로는 안전성능 관련 엔진 시동, 배관 기밀 성능, 살수 및 온도 상승 성능, 연소 성능, 전기 효율, 열효율, 종합 효율, 습도 성능 등이 포함된다. 가스엔진 열병합발전 시스템의 구조 및 재료와 관련하여 가스 및 수배관, 가스 조절 및 차단밸브, 금속 또는 비금속 재료의 내구성, 내열성, 내한성에 대한 평가항목을 도출하였다.