• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.868-876
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• 2014

본 논문에서는 함정에 탑재된 추진용 엔진에 사용되는 디젤연료(MDO)의 분사상태를 가시화가 가능한 단기통 디젤엔진에 적용시켜 전 후 분사시기에 따른 연소특성, 일산화탄소(CO) 및 탄화수소(HC) 배출특성을 규명하고, 연소과정의 가시화를 통하여 연소특성을 분석하는데 초점을 두었다. 전 분사시기가 주 분사시기 쪽으로 지연될수록 실린더 내부 평균유효압력($P_{me}$) 및 최고압력($P_m$)은 상승했으나, 주 분사의 방열율은 저감되고, 일산화탄소 및 탄화수소의 발생량 또한 감소하였다. 후 분사시기가 빨라질 경우 주 분사에 의해 형성된 고온, 고압 하에서 연소가 이루어짐에 따라 실린더 내부 평균유효압력 및 최고압력은 증가하였고, 일산화탄소 및 탄화수소 배출수준 또한 증가하였다. 연소과정을 분석한 결과, 전 분사시기가 늦어질수록 주 분사 시 발생되는 착화지연은 매우 짧아지며, 화염강도는 매우 상승하였다. 분사시기에 관계없이 후 분사 시 착화지연 현상은 발생하지 않았으며, 후 분사시기가 늦어질수록 화염의 강도는 점점 떨어졌다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.898-904
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• 2021

본 연구에서는 강화되는 황산화물 및 입자상물질의 배출규제를 만족시키기 위한 후처리장치로 습식전기집진기에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험을 위해 선박용 중유(HFO, 황함유량 약 2.1%)를 연료로 사용하는 선박용 4행정 디젤엔진(STX-MAN B&W)을 활용하였으며, 연돌에 설치된 습식전기집진기 입/출구에서 측정을 실시하였다. 미세먼지 측정을 위해서는 광학식 계측기(OPA-102) 및 중량농도측정방식(Method 5 Isokinetic Train)을 이용하였으며, 황산화물 계측을 위해서는 FT-IR(DX-4000)을 사용하였다. 엔진부하는 50%, 75%, 100%로 변화시키면서 실험을 실시하였다. 실험 결과로, 엔진부하가 50%에서 100%로 변화함에 따라 미세먼지 저감 효율은 모든 부하 조건에서 94~98% 정도의 높은 저감 효율을 나타내었다. 추가적으로 습식전기집진기 퀜칭존에서 배기가스의 온도를 낮추는 과정 중 세정액에 의한 이산화황(SO₂) 저감을 확인할 수 있었으며, 저감율은 엔진부하에 따라 55%~81%로 확인되었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권4호
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• pp.1134-1144
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• 2018

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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.585-591
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• 2017

본 연구에서는 터보과급기의 성능을 저해하는 주요 인자 중 하나인 마찰손실에 대한 연구를 수행하였다. 실제 엔진에서 빈번하게 사용되는 저속 구간에서의 승용차용 터보과급기의 마찰손실 측정 장치를 개발하고, 30,000~90,000rpm의 저속 영역에서 작동하는 터보과급기의 마찰손실을 측정하였다. 플로팅 베어링 타입의 승용차용 터보과급기를 실험 대상으로 선정하였으며, 마찰손실 측정 장치는 구동 모터, 오일 공급 시스템, 커플링으로 구성되었다. 실제 차량의 저속 운전 상황을 모사할 수 있도록 설계, 제작되었고, 회전속도, 오일 온도 및 압력을 실험 변수로 선정하였다. 또한, 마찰손실 측정 장치는 로드셀을 사용하여 발생하는 마찰 토크를 직접 측정하여 마찰손실을 산출하였으며, 마그네틱 커플링을 통해 구동 모터의 동력을 터보과급기 축에 전달하고, 오일 공급 시스템을 오일 온도 및 압력을 조절하였다. 온도 $60^{\circ}C$와 $90^{\circ}C$, 압력 4bar의 오일을 공급하는 상태에서 터보과급기가 회전수 30,000~90,000rpm으로 작동할 때 터보과급기 회전속도 증가할 때 마찰손실은 증가하며, 대략적으로 과급기 회전속도의 1.4~1.8 지수승에 비례함을 보이고 있다. 또한 오일온도가 $60^{\circ}C$에서 $90^{\circ}C$로 증가할 때 마찰손실은 최소 41%, 최대 63% 감소하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제37권2호
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• pp.58-67
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• 2023

While extensive research is being conducted to reduce greenhouse gases in industrial fields, the International Maritime Organization (IMO) has implemented regulations to actively reduce CO₂ emissions from ships, such as energy efficiency design index (EEDI), energy efficiency existing ship index (EEXI), energy efficiency operational indicator (EEOI), and carbon intensity indicator (CII). These regulations play an important role for the design and operation of ships. However, the calculation of the index and indicator might be complex depending on the types and size of the ship. Here, to calculate the EEDI of two target vessels, first, the ships were set as Deadweight (DWT) 50K container and 300K very large crude-oil carrier (VLCC) considering the type and size of those ships along with the engine types and power. Equations and parameters from the marine pollution treaty (MARPOL) Annex VI, IMO marine environment protection committee (MEPC) resolution were used to estimate the EEDI and their changes. Technical measures were subsequently applied to satisfy the IMO regulations, such as reducing speed, energy saving devices (ESD), and onboard CO₂ capture system. Process simulation model using Aspen Plus v10 was developed for the onboard CO₂ capture system. The obtained results suggested that the fuel change from Marine diesel oil (MDO) to liquefied natural gas (LNG) was the most effective way to reduce EEDI, considering the limited supply of the alternative clean fuels. Decreasing ship speed was the next effective option to meet the regulation until Phase 4. In case of container, the attained EEDI while converting fuel from Diesel oil (DO) to LNG was reduced by 27.35%. With speed reduction, the EEDI was improved by 21.76% of the EEDI based on DO. Pertaining to VLCC, 27.31% and 22.10% improvements were observed, which were comparable to those for the container. However, for both vessels, additional measure is required to meet Phase 5, demanding the reduction of 70%. Therefore, onboard CO₂ capture system was designed for both KCS (Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering (KRISO) container ship) and KVLCC2 (KRISO VLCC) to meet the Phase 5 standard in the process simulation. The absorber column was designed with a diameter of 1.2-3.5 m and height of 11.3 m. The stripper column was 0.6-1.5 m in diameter and 8.8-9.6 m in height. The obtained results suggested that a combination of ESD, speed reduction, and fuel change was effective for reducing the EEDI; and onboard CO₂ capture system may be required for Phase 5.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권8호
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• pp.725-732
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• 2013

본 논문에서는 가는 열선 주위를 흐르는 나노유체의 대류열전달 특성을 실험을 통하여 검토하였다. 입자 혼합 농도가 다른 4개의 나노엔진오일에 대하여 열선온도가 증가하는 경우, 유체온도가 증가하는 경우 그리고 막온도가 일정하게 유지되는 경우 등 세가지 온도경계조건에 대하여 대류열전달계수를 측정하였다. 내부유동에서 나노유체의 대류열전달계수 상승이 열전도율 상승을 초과한다는 결과가 최근 발표되기도 했지만 본 연구에서는 이 결과를 확인할 수 없었다. 온도조건에 따른 대류열전달계수의 변화 거동을 분석함으로써 나노유체의 열전도율과 경계층두께의 관계를 설명할 수 있었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제24권3호
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• pp.122-128
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• 2008

To reduce the friction losses and the wear amounts in the piston assembly two methods were proposed. One is the modification of surface profile of the skirt part. The surface coating is another method to protect the sliding surfaces. To modify the profile of the skirt surfaces the surfaces were ground to have three different shapes of profiles. Also, several coatings, such as graphite, TiN, and $MoS_2$, and DLC, were used to protect the surfaces of the piston skirts. The specimens of the skirt and the cylinder bores were tested with the reciprocating wear tester. SAE 5W40 engine oil was used in boundary lubrication regime. Among several coatings the graphite and DLC coatings were very effective to reduce the friction forces. Especially, DLC film represented much better tribological performances than the others. The friction coefficient of the graphite coating was the lowest, but the graphite coating was not effective to protect the surfaces.

• 한국해양공학회지
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• 제24권5호
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• pp.22-30
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• 2010

The fuel tank of a ship is filled with heavy fuel oil (HFO) that has a very high viscosity. In order to inject the HFO into the engine easily, heating coils are usually installed inside the fuel tank to heat the HFO and lower its viscosity. Currently, several different types of heating coils are used, e.g., fin-type, bare-type, drum-type, and shell-and-tube-type. It is well known that the shell-and-tube-type heating coil has good performance and high efficiency. In this study, experiments were conducted to determine the heat transfer efficiencies of three different shell-and-tube-type heating coils. Heat transfer efficiency was evaluated by using FLUENT 6.3.26 software. Also, structural safety was assessed by using ANSYS.simulation software.

• 오토저널
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• 제3권2호
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• pp.10-17
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• 1981

연료의 가격이 높아지고 대체연료의 개발이 급속동로 진전되고 있는 오늘날 디이젤기관은 열효율 의향상과 장래연료에의 대응이 중요한 과제로 되어있다. 대체연료로서 유망시되고있는 석탄약화 연료, 알코호르 쉘오일(Shell Oil)등이 앞으로 싱용화되면 제업이나 플랜트의 규모에 따라서는 가격뿐만 아니라 그질에도 큰 차이가 있게되고 정도나 비중의 변화등으로 대표적인 세탄가의 저화가 예상되어서 현상 디이젤기관의 연소방식 그대로는 이에 대응 할 수 없게될 가능성이 높다. 이들에 대응하기의한 하나의 방법으로서 기관을 단열화함으로써 냉각손실을 저장시키고, 높아진 배기에너지를 축출력으로서 다시 회수하는 단열터어보 컴파운드엔진의 개념이 있다. 이 렇게 하면 열효율의 대표적인 개성과 아울러 단열화하여서, 연소실의 벽온이 높아지므로 저세 탄가 연료의 연소도 가능하게 된다. 단열기관의 착상은 1940년대 융커어스사의 2-사이클 수평 대향기관에 이미 일부 채용되었었고, 또 터어보 컴파운드에 의한 배열의 회수도 Lycoming사 R3350 엔진등에서 실용화되었던 예가 있다. 그러나 이들을 동시에 채용하여 대돌적인 연비저 강효과를 추구한 실제의 예로서는 근년 미국 육군의 위탁으로 Cummis사가 연구성과를 발효하고 있는것 뿐이다. 그리고 일본의 Komatsu사가 또한 독자적으로 단열터어보 컴파운드기관의 연 구를 하고 있다. 다음은 그 기관을 소개하고 또한 다종연료성등 단열엔진의 특성에 대하여 설명 한다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.74-81
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• 2013

Due to its accuracy and efficiency, reduced kinetic mechanism of diesel surrogate is widely used as fuel model when applying 3-D diesel engine simulation. But for the well-developed prediction of diesel surrogate reduced kinetic mechanism, it is important to know some meaningful factors which affect to ignition delay time. Meanwhile, ignition delay time consists of two parts. One is the chemical ignition delay time related with the chemical reaction, and the other is the physical ignition delay time which is affected by physical behavior of the fuel droplet. Especially for chemical ignition delay time, chemical properties of each fuel were studied for a long time, but researches on their mixtures have not been done widely. So it is necessary to understand the chemical characteristics of their mixtures for more precise and detailed modeling of surrogate diesel oil. And it shows same ignition trend of paraffin mixture with those of single component, and shorter ignition delay at low/high initial temperature when mixing paraffin and toluene.