• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.33-41
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• 2015

DME는 높은 세탄가와 낮은 배출가스로 인하여 청정 디젤엔진 대체연료로 사용될 수 있고, LPG와 물리적 특성이 유사하기 때문에 혼합사용이 가능하다. 본 연구에서는 DME-LPG 혼합연료를 LPG 차량 연료에 적용한 실증평가를 수행하였다. 평가 차량으로는 LPG 연료 공급방식별로 액상연료공급방식(LPLi), 기상연료공급방식(LPGi), 분배식펌프 방식(Mixer type)의 LPG 자동차를 선택하였다. 배출가스(CO, THC, $NO_X$)와 연료소비효율에 대한 영향을 비교하기 위하여 LPG와 DME-LPG 혼합연료에 대한 성능평가를 수행하였다. 차량의 주행거리가 증가함에 따라 DME-LPG 혼합연료를 사용한 차량의 배출가스와 연료소비효율은 LPG 연료를 사용한 경우와 비교해서 동등한 수준으로 평가되었다.

• 청정기술
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• 제14권2호
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• pp.117-122
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• 2008

중발열량 석탄 합성가스의 연소 및 NOx 발생 특성에 대한 이론적 해석을 수행하였다. 석탄 합성가스는 CO, $H_2,\;CO_2,\;N_2$가 주성분이고, 미량의 $CH_4$ 및 $NH_3$를 함유하는 것으로 가정하였다. 열화학적 해석을 통해 합성가스 연소 시의 화염 온도, 배기가스의 주요 및 부차적 화학종들의 조성, 열 및 연료 NOx 발생량을 계산하였다. 또한 합성가스 중의 $CH_4$ 및 $NH_3$ 성분이 연소 및 NOx 발생에 미치는 영향을 검토하였다. 본 석탄 합성가스들의 계산결과들을 토대로 가스터빈 연소기의 NOx 저감 설계에 필요한 기본 방향과 기준을 제시하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.85-91
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• 2005

로켓노즐로부터 방사되는 플룸에 의한 로켓 저부면의 복사 가열을 수치해석적으로 조사하였다. 로켓노즐 주위의 유동 및 온도장의 계산이 선행되었으며, 그에 따라 실제적인 플룸의 형태와 플룸내부의 온도분포를 얻었다. 계산된 온도장을 토대로, 복사 열전달 방정식을 구분종좌법을 이용하여 풀이하였다. 견본 로켓 플룸에 대해 계산한 결과, 저부면에 도달하는 평균복사열은 비행고도 10.9 km에서 약 5kw/m$^{2}$ 이었다. 이 수치는, 플룸의 공간적인 온도분포를 고려하지 않고 일정온도 (1500 K) 가정하에 계산된 복사량에 비하여 작은 값이지만, 그 절대적인 크기를 무시할 수 있을 정도로 작은 값은 아니다. 고고도(29.8 km)에서는 플룸의 팽창 때문에 저부면과 배기 플룸 사이의 보기계수가 증가하게 된다. 그러나, 대류 열전달에 의해 저부면이 1000 K이상으로 가열되기 때문에 복사가열 현상은 사라지게됨을 알았다.

• 한국가스학회지
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• 제15권2호
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• pp.1-8
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• 2011

본 연구에서는 강화되는 자동차 배기가스 규제를 만족시키기 위하여 압축천연가스자동차보다는 배기가스부분에서 유리하고, 아직 상용화되지 않은 수소연료전지자동차의 대안으로서 수소경제의 본격적인 도입을 위한 과도기적 대안연료로 주목받고 있는 수소와 천연가스를 혼합한 연료인 HCNG 충전소의 안전에 관한 동향 및 기술을 분석하였다. HCNG는 기존의 CNG 인프라의 활용, 점점 강화되는 배기가스 배출기준의 충족, 그리고 다가오는 수소시대를 대비하여 수소시대로 가기위한 기술적, 사회적 가교역할을 한다는 점에서 매우 중요한 기회이자 도전이다. 이를 위해 HCNG 상용화에 필수적으로 요구되는 수소-압축천연가스 혼합연료 사용에 대비한 각종 안전 고려사항 들에 대하여 검토하여 국내 사고 이력을 기초로 하여 사고발생시나리오, 안전거리 추가 필요성, 수소침식, 점화원, 화재감지 등의 안전 고려사항을 제시하였고, HCNG 충전소 기술 및 기준에 관한 최근동향을 분석하여 향후 HCNG 충전소 시범 운영을 위한 안전성평가 등 제도적 기반 구축을 제안하였다.

• 한국가스학회지
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• 제21권6호
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• pp.1-7
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• 2017

본 연구는 천연가스를 기반으로 하는 가스연료 자동차의 연비산출방법에 대해 미국과 유럽의 기준을 조사하고 적합성을 분석하여 국내에 적합한 자동차 연비 산출방법을 도출하는데 목적이 있다. 탄소평형법으로 유도되는 연료소비율 산출은 연료의 탄소중량비와 자동차 배출가스중 탄소성분의 평형 관계식에 의해 유도된다. 미국기준은 시험가스 조성의 제한이 없지만 유럽 기준은 기준 시험가스(G20, G23)를 사용하여야 한다. 국내 도시가스를 사용하는 NGV의 경우 유럽기준을 적용하면 시험가스의 차이로 연비가 약 12% 불리하게 나오는 것으로 확인되었다. 또한, 연비 산출시 필요한 연료물성을 발열량으로부터 결정하는 방법을 소개하고 이러한 방법을 기반으로 국내 천연가스 자동차 연비 산출방법을 제시하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권4호
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• pp.418-424
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• 2015

국제해사기구 해양환경보호위원회는 2016년 1월 1일부터 배출통제지역을 통항하는 선박에 대해서 Tier III를 적용하여 질소산화물 배출 규제를 더욱 강화하기로 결정하였다. 본 논문에서는 질소산화물 배출 저감을 위한 연구의 일환으로 한국해양대학교 실습선 한바다호를 이용하여 실제 운항 중에 주기관을 단일분사와 이단지연분사의 두 가지 조건으로 운전하여 부하별 배기가스, 실린더 압력, 연료소모량 등을 계측하였다. 그 결과 두 가지 운전조건 모두 엔진의 부하가 증가할수록 질소산화물과 이산화탄소 배출량도 함께 증가하는 경향을 보였으며, 일산화탄소의 농도는 감소하였다. 또한 이단지연분사 시에는 최대폭발압력이 약 10% 이상 감소하였고, 이로 인해 배기가스 내 질소산화물의 농도는 약 25~30% 정도 감소하였다. 하지만 질소산화물 배출 저감의 긍정적인 결과에 반하여 연료소비율이 약 3~5% 정도 증가하는 상반관계가 확인되었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권3호
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• pp.14-25
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• 2019

From 2019 onwards, more stringent regulations (from Stage 4 to Stage 5) are to be implemented in Europe in order to reduce the air pollutant emissions. In South Korea, the government authorities started to make new regulation to meet the European regulation. As a first step, the air pollutant emissions such as CO, NOx, SOx, TSP, $PM_{10}$, $PM_{2.5}$, VOC, $NH_3$ by agricultural machinery were analyzed based on CAPSS inventory along with the analysis in the general aspect in this study. Three levels of analysis was conducted each in agricultural machinery aspect along with in the general aspect. Per agricultural tractor, all kinds of the air pollutant emissions decreased by 25, 25, 99, 25, 25, 25, 25% for the CO, NOx, SOx, TSP, $PM_{10}$, VOC, $NH_3$ emissions each from the year 2000 to the year 2014. Per combine harvester, all kinds of the air pollutant emissions decreased by 63, 63, 91, 63, 63, 63, 63% for the CO, NOx, SOx, TSP, $PM_{10}$, VOC, $NH_3$ emissions each from the year 2000 to the year 2014.

• 한국분무공학회지
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• 제25권4호
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• pp.178-187
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• 2020

The current emission regulations, US Tier-4 and EU Stage-V, are only able to satisfy the regulations when all currently mass-produced emission reduction technologies such as EGR, DOC, DPF, and SCR are applied. Therefore, in this study, for the application of the Urea-SCR system to non-road diesel engines, the database was established by measuring the NO, NO2 concentration and calculating the NO2/NOx ratio based on the catalyst temperature and exhaust mass flow rate. Also, based on the measured NO2/NOx ratio data, a mathematical model was proposed to predict the NO2/NOx ratio at SCR catalyst, and the suitability of the model was verified through steady-state and transient mode. As a result of comparing the NO2/NOx ratio measured at the DOC outlet under the steady-state condition to two model values separately, the R2 was 0.9811 for the 3D map model and 0.9303 for the mathematical model. And in the case of the NO2/NOx ratio measured at the DPF outlet, the R2 was 0.9797 for the 3D map model and 0.935 for the mathematical model. It was confirmed that the R2 with the model value of the 3D Map of the mathematical model in the transient mode is 0.957, which shows high reliability.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.573-584
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• 2021

Hydrogen is evaluated as one of the new energy sources that can overcome the limitations and pollution problems of conventional fossil fuels. Although hydrogen is CO₂-free, attention is required in NO_x emission and flame stability in order to use hydrogen in existing gas fuel system. However, use of electric grids is an unrealistic strategy for decarbonization for residential and commercial heating. Instead, use of H₂ that utilizes city gas grid is suggested as a reasonable alternative in terms of compatibility with existing systems, economic feasibility, and accessibility. In this study, the thermal efficiency and NO_x performance of the boiler according to the H₂ mixture ratio and vapor humidified ratio are reviewed for a humidified NG-H₂ boiler that vapor humidity to combustion air. Mixed fuel with H₂ (20%) is almost similar to NG in terms of efficiency, flame temperature, and pollution performance. Thus, it is expected to be directly compatible with the existing NG system. If the exhaust temperature of the H₂ boiler is lowered to around 60℃ at a humidified ratio of 15-20%, the NO_x emission concentration can be suppressed to about 5-10 ppm. The level of efficiency reaches 87% of the rated load efficiency, which is equivalent to the highest grade achievable.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.874-882
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• 2017

국내 외에서 대기오염에 대한 관심이 점점 증가함에 따라 자동차 및 연료관련 분야의 연구자들은 새로운 엔진설계, 향상된 후처리장치, 청정연료 그리고 연료품질향상을 통해 자동차의 배출가스 감소를 위하여 지속적으로 노력해 왔다. 따라서, 본 연구에서는 자동차의 증발가스와 성능, 환경성에 대해 살펴보고자 하였으며, 연료의 옥탄가 향상제로 쓰이는 바이오 에탄올, 바이오 부탄올, 바이오 ETBE (Ethyl Tertia ry Butyl Ether), MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether)가 환경에 미치는 문제점에 대해 살펴보고자 하였다. 주로 휘발유의 옥탄가 향상제로 쓰이는 바이오 에탄올, 바이오 부탄올, 바이오 ETBE, MTBE가 휘발유 연료 특성 중 증발가스에 미치는 영향에 대해 살펴보았으며, 바이오 연료 특성에 대한 가솔린 자동차의 가속 및 동력 성능을 살펴보았다. 실험결과 증발가스는 최대 1.04g/test로 모든 시험 연료가 국내 배출가스 기준에 부합함을 알 수 있었으며, 원료에 대한 증기압 측정 결과 바이오에탄올 15kPa, 바이오 부탄올 1.6k Pa로 E3급 연료 제조 시 바이오 부탄올 함유량을 늘리면 증기압과 증발가스 또한 낮게 나타났다. 또한, 바이오 연료의 종류에 따라 유사한 가속 및 동력 성능을 나타내었으며, 바이오 부탄올과 바이오 에탄올 비교시 가속 성능이 약 3.9%, 출력은 0.8% 개선되었다.