• 한국분무공학회지
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• 제5권2호
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• pp.28-34
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• 2000

To reduce the soot and NOx simultaneously, a new system of stratified injection is developed. This system discharges stratified diesel-methanol in a D. I. Diesel Engine. Nozzle and delivery valve of conventional injection system were remodeled to inject diesel and methanol from one injector sequently. The quantity of diesel and methanol was controled precisely by micrometers mounted on the injection control lack. The real injection ratio of dual fuel was measured by volumetric ratio. We could confirm the capabilities that soot and NOx simultaneously were reduced by diesel-methanol stratified injection from the results of in-cylinder pressure data obtained from combustion experiment by stratified injection, heat release rate and mass fraction bumed.

• 한국가스학회지
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• 제21권3호
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• pp.53-60
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• 2017

연소로에서 질소산화물을 저감하기 위하여 여러 가지 방법으로 연구가 진행되어 오고 있는데 그 중에 배기가스를 재순환하여 저감하는 방법이 있다. 본 연구는 배기가스를 재순환하는 방법으로 연소로 외부에 코안다 노즐을 이용하여 배기가스를 재순환 유입하는 방법을 사용하였다. 코안다 노즐을 이용하여 배기가스를 재순환하고 혼합가스는 연소로 접선 방향으로 투입하여 선회유동을 유발하는 특징을 가지는 배기가스 재순환 버너이다. 이러한 버너에서 연소로 내의 선회 유동 특성을 살펴보고 온도와 반응속도 분포를 살펴봄으로써 코안다 노즐을 이용한 재순환 버너의 연소 유동 특성을 규명하였다. 과잉공기계수와 코안다 노즐 간격을 변화하여 배기가스 재순환 유입량 특성을 살펴보았으며 과잉공기계수를 증가하면 재순환 유입량비가 증가하였고 코안다 노즐 간격을 증가하면 코안다 노즐 공기 출구에서 속도가 낮아져서 재순환 유입량이 감소한다는 특성을 알았다. 배기가스 출구에서 평균온도는 코안다 노즐 간격 변화에 거의 무관하며 과잉공기계수 증가에 따라 감소하는 것을 알았다. 이러한 특성으로 배기가스 출구에서 NOx 농도는 과잉공기계수 증가에 따라 현저히 감소하고 코안다 노즐 간격에는 상대적으로 영향이 적은 것으로 나타났다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2910-2915
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• 2008

This paper was investigated the behaviors of the engine and combustion phenomena for various LPG compositions in the semi-return type system, which is not recircurated to LPG tank through furl rail, applied LPi engine during a cold idle condition and including a cold start of the engine. Cyclic HC and NOx emissions were measured at exhaust port to examine their formation mechanical and reduction mechanical with fast response gas analyzers. Various ignition timing is experimented to study the characteristics of combustion phenomena, HC/NOx emissions during fast idle. Also, this study was investigated start delay time, cylinder pressure, HC/NOx emissions, Mass Fraction Burned, starting time to evaluate performance of transient cold startability. Compared to the return type system, the semi-return type system have advantages in point of production cost and equivalent performance of engine starting time and pressure settling time.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제23권4호
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• pp.543-551
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• 1999

Diesel engine is a major source of the air pollution. In general the concentrations of these pollu-tants in diesel engine exhaust differ from values calculated assuming chemical equibrium. Thus the detailed chemical mechanisms by which these pollutions form and the kinetic of these process-es are important in determining emission levels. In this study the computer program has been developed to calculate the required thermodynam-ic properties of combustion products(10 spacies) for both equilibrium and non-equilibrium in cylin-der for diesel engines. Nitric oxide emissions are calculated by using the extended Zeldovich Kinet-ic mechanism with a steady state assumption for the N concentration and equilibrium values used for H, O, $O_2$ and OH concentrations. By the results it is confirmed that developed simulations program with the NO prediction model is validated against residual mass fraction combustion index of Wiebe's functions pre-mixed com-bustion ration fuel injection timing.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.234-244
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• 2014

Recently it has been focused that the automobile engine has developed in a strong upward tendency for the use of the high viscosity and poorer quality fuels in achieving the high performance, fuel economy, and emission reduction. Therefore it is not easy to solve the problems between low specific fuel consumption and exhaust emission control at motor cars. In this study, it is designed and used the engine test bed which is installed with turbocharger and intercooler. In addition to equipped using CRDI by controlling injection timing with mapping modulator, it has been tested and analyzed the engine performance, combustion characteristics, and exhaust emission as operating parameters, and they were engine speeds(rpm), injection timing(bTDC), and engine load(%). From the result of an experimental analysis, peak cylinder pressure and the rate of pressure rise were increased, and the location of it was closer toward top dead center according to the increasing of engine speed and load, and with advancing injection timing. The combustion characteristics are effected by fuel injection timing due to be enhanced the mass burned fraction. Using the engine dynamometer for analyzing the engine performance, the engine torque and power have been enhanced according to advancing the fuel injection timing. In analyzing of exhaust emission, there has been a trade-off between PM and NOx with increasing of engine speed and load, and with advanced injection timing. The experimental data are shown that the formation of NOx has increased and PM, vice versa.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.696-701
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• 2018

연소 반응 시 발생하는 질소산화물은 산성비와 미세먼지 발생에 많은 영향을 미치는 물질이다. 이에 대한 저감 방법으로 고비용의 탈질설비 대신 지연연소 등의 방법에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 이러한 연구들 중에 적은 양의 공기로 많은 양의 배기가스를 재순환 할 수 있는 코안다 노즐을 이용한 배기가스 재순환 연소에 대한 연구가 최근에 이루어지고 있다. 본 연구에서는 배기가스 재순환 배관에 코안다 노즐을 사용하여 배기가스를 재순환하는 재순환 버너의 양쪽 출구가 트인 형상에 대하여 전산유체해석을 통해 연구를 수행하였으며 연소 유동의 압력, 유선, 온도, 연소 반응 속도와 질소산화물의 분포 특성을 살펴보았다. 배기가스를 재순환하여 연소용 공기와 혼합된 기체가 원통의 접선방향으로 유입되어 연료노즐 출구 부근에서 압력이 낮은 영역이 존재하고 이에 따라 원통 버너의 중심부근에는 버너의 가운데 부분으로 역류가 형성되며 가장자리 부분으로 배기가스가 배출되는 것을 확인하였다. 배기가스가 유입되는 부분이 버너의 오른쪽에 있어서 버너의 오른쪽으로 연소반응이 일어나며 상대적으로 온도분포와 NOx 분포가 높게 나타났다. 연소용 공기비를 1.0에서 1.8까지 변화하여 NOx 생성을 관찰한 결과, 공기비가 1.0에서 1.5까지는 평균 NOx 생성이 감소하다가 공기비가 1.8일 때 급격히 증가하는데 이는 NOx 생성 반응은 온도의 지수승에 비례하게 되는데 공기비가 1.5이상이 되면서 온도의 영향을 많이 받아서 NOx 생성 반응이 오른쪽 영역에서 급격히 증가하는 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권12호
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• pp.1121-1126
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• 2010

1.9L 커먼레일 직접분사 디젤 엔진을 이용하여 1500rpm 2.6bar BMEP 에서 다량의 EGR (약 41%)과 연료분사 제어를 통한 저온디젤연소 영역에서 연료의 특성이 연소와 배기가스에 미치는 영향을 분석하 였다. 사용한 연료는 세탄가 30 에 대하여 방향족 성분 (20%: A20, 45%: A45)과 T90 온도($270^{\circ}C$: T270, $340^{\circ}C$: T340)의 조합으로 네 개이다. 주어진 엔진 운전 영역에서 실험계획법을 이용하여 방향족 성분 및 T90 온도에 따른 연소 및 배기가스에 미치는 영향을 분석하였다. 착화지연 기간은 T90 온도가 지배적인 인자로 T90 온도 증가에 따라 착화지연 기간도 증가하였다. 저세탄가에 의한 착화지연 기간의 증가로 네 가지 연료 모두 PM 배출은 거의 없었다. NOx 배출은 방향족 성분이 지배적인 인자로 방향족 성분증가에 따라 NOx 배출이 증가하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.105-113
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• 2017

Recently the direct injection diesel engine is the most efficient one available for road vehicles, so this fundamental advantage suggests the compression injection diesel engine are a wise choice for future development efforts. The compression ignition diesel engine, with its bigger compression ratios if compared to the SI engine, offers a higher thermodynamic efficiency, also additionally the diesel engine with its less pumping losses due to the throttled intake charge as in a SI engine has higher fuel economy. But the largest obstacle to the success of this engine is meeting emission standards for Nitric oxides and particulate matter while maintain fuel consumption advantage over currently available engines. Thus its use should be largely promoted, however, diesel engine emits more Nitric oxides and particulate matter than other competing one. There has been a trade-off between PM and NOx, so efforts to reduce NOx have increased PM and vice versa, but trap change this situation and better possibility emerge for treating NOx emission with engine related means, such as injection timing, equivalence ratio, charge composition, and engine speed. The common rail direct injection system is able to adjust the fuel injection timing in a compression ignition engine, so this electronically controlled injection system can reduce the formation of NOx gas without increase in soot. In this study it is designed and used the engine test bed which is installed with turbocharge and intercooler. In addition to equipped using CRDI by controlling injection timing with mapping modulator, it has been tested and analyzed the engine performance, combustion characteristics, and exhaust emission as operating parameters.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.3761-3767
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• 2009

산업단지에서 발생하는 액상폐기물(폐유와 폐유기용제)을 고온반응기에서(온도 $1,250{\sim}1,400^{\circ}C$, 압력 1기압) 연소시키면서 연소 특성, 유해물질 분해정도 및 연소 후 배출가스 특성 등을 살펴보았다. 산소와 폐기물의 질량비($O_2$/waste mass fraction)가 1.53 이하로 줄어들 때 반응기는 산화분위기에서 환원분위기로 전환되었고 연소 후 배출가스는 NOx 배출량이 감소하고 합성가스의 발생비율이 증가하였으며 BTEX류는 99.99%이상 분해되는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제안한 시스템 및 조업조건 하에서 고농도의 액상폐기물(폐유와 폐유기용제)을 처리한 결과 미량 오염물질의 배출농도는 매우 낮은 값을 보여 액상폐기물의 처리에 적합한 것으로 판단되며 또한 연소 후 합성가스도연료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.8-13
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• 2018

질소산화물은 최근에 초미세먼지 발생에 많은 영향을 주고 있어서 대기환경 개선 측면에서 사회적으로도 크게 관심이 되고 있다. 질소산화물은 주로 화력발전 등의 연소기기에서 고온의 연소가스 분위기에서 공기 중의 질소와 산소가 반응하여 발생한다. 이에 대한 저감 방법으로 원통형 버너에 코안다 노즐을 이용한 배관으로 배기가스를 재순환하는 연소에 대한 연구가 최근에 이루어지고 있다. 본 연구에서는 코안다 노즐을 사용하여 배기가스를 재순환하는 원통형 버너의 연소가스 출구의 위치를 오른쪽으로 하는 버너(Case 1 버너), 양쪽을 출구로 하는 버너(Case 2 버너), 왼쪽을 출구로 하는 버너(Case 3 버너) 형상에 대하여 전산유체해석을 통해 연구를 수행하였으며 연소 유동의 압력, 유선, 온도, 연소 반응 속도와 질소산화물의 분포 특성을 비교 분석하였다. 연소반응은 Case 1과 Case 2버너는 연소가스 재순환 유입구가 있는 오른쪽 방향으로 일어나고 Case 3 버너는 혼합가스 유입구 부근에서 일어나고 있었다. 출구에서의 온도는 Case 2버너가 양쪽으로 배출되면서 다른 버너 보다 약 $100^{\circ}C$ 정도 온도가 낮게 나타났으며 출구에서의 NOx 농도는 Case 1버너가 다른 형상 버너 보다 약 20배 크게 나타났다. 이로부터 NOx 저감을 위해서는 배기가스 재순환 버너의 출구는 양쪽으로 배출되게 하거나 연소가스 재순환 유입구 반대 방향으로 배출 되도록 하는 것이 효과적임을 알 수 있었다.