• 제목/요약/키워드: Natural Gas engine

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세라믹 밸브 인서트의 최근 개발동향 (Current design methodology for ceramic valve seat insert)

  • 이수완;이명호
    • 오토저널
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    • 제16권4호
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    • pp.1-5
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    • 1994
  • 1) Natural gas engine에서 intake valve와 valve seat insert가 exhuast valve와 valve seat insert보다 마모가 심하다. 2) Ceramic valve seat insert을 금속재료를 사용하는 것이 보다 더욱 효과적이다. 즉 적어도 3배 정도 마모가 적게 일어난다. 3) Ceramic valve와 ceramic valve seat insert로 결합한 경우 valve face 또는 stem 부위에서 응력이 집중되어 파손된다. 따라서 현재의 ceramic valve design methodology로는 ceramic valve은 좋은 결과를 얻을 수 없다. 4) 가장 효과적인 결합은 Tribolloy 800의 hardfacing 합금의 valve와 질화규소의 valve seat insert이다.

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천연가스 연료선박의 고압 이중 배관 설계를 위한 열-구조 해석에 관한 연구 (A Study of Thermo-Mechanical Analysis for the Design of High Pressure Piping System for Natural Gas Fuel Vessel)

  • 박성보;심명지;김명수;김정현;이제명
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권4호
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    • pp.425-431
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    • 2015
  • 선박의 LNG(liquefied natural gas) 연료 공급 시스템에서 천연가스는 $50^{\circ}C$의 온도와 35MPa의 압력을 가진 가스 상태로 기화기에서 엔진으로 이송되므로, 이러한 열 하중을 고려한 구조 안전성 평가가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 먼저 재료에 미치는 열의 영향을 분석하기 위하여 이중 배관의 재료인 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 어닐링 시간을 고려한 일축 인장 실험을 수행하였다. 또한 구조 안전성 평가를 위해, 현재 널리 사용되는 고정식 지지대를 가지는 고온-고압 이중 배관에 대한 열-구조 해석을 수행하였다. 지지대와 내관 사이의 응력 집중을 최소화하기 위하여, 내관을 따라 미끄러질 수 있는 슬라이딩 지지대의 새 형상들을 제안하였고, 열-구조 해석 결과를 통해 최적의 지지대를 제안하였다. 마지막으로 제안된 지지대를 사용한 전체 이중배관에 대한 해석을 통해 안전성을 평가하였다. 본 연구의 결과는 차후 LNG 연료 공급 시스템의 고온-고압 이중 배관 설계 시 참고자료로서 활용될 수 있으며, 이중 배관의 슬라이딩 지지대를 설계함에 있어서 그 활용가치가 있다고 판단된다.

실선계측 데이터 대체를 위한 AIS 및 ECMWF 데이터베이스 조합을 이용한 LNGC의 분당 회전수 및 동력 추정에 관한 타당성 연구 (A Feasibility Study on the RPM and Engine Power Estimation Based on the Combination of AIS and ECMWF Database to Replace the Full-scale Measurement)

  • 유영준;김재한;서민국
    • 대한조선학회논문집
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    • 제54권6호
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    • pp.501-514
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    • 2017
  • In the previous research, a study was carried out to estimate the actual performance such as the propeller Revolution Per Minute (RPM) and engine power of a Liquefied Natural Gas Carrier (LNGC) using the full-scale measurement data. After the predicted RPM and engine power were verified by comparing those with the measured values, the suggested method was regarded to be acceptable. However, there was a limitation to apply the method on the prediction of the RPM and engine power of a ship. Since the information of route, speed, and environmental conditions required for estimating the RPM and engine power is generally regarded as the intellectual property of a shipping company, it is difficult to secure the information on a shipyard. In this paper, the RPM and engine power of the 151K LNGC was estimated using the combination of Automatic Identification System (AIS) and European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) database in order to replace the full-scale measurement. The simulation approach, which was suggested in the previous research, was identically applied to the prediction of RPM and engine power. After the results based on the AIS and ECMWF database were compared with those obtained from the full-scale measurement data, the feasibility was briefly reviewed.

추력 제어를 고려한 액체로켓 엔진시스템 과도해석 (Transient Analysis of a Liquid Rocket Engine System Considering Thrust Control)

  • 박순영;최환석;설우석
    • 한국추진공학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.67-75
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    • 2004
  • 액체로켓 엔진시스템에 있어서 과도 해석은 시스템 시험 항목이나 시험 횟수의 선정과 개발 기간 등의 단축을 위해 반드시 필요한 항목이다. 본 연구에서는 터보펌프 공급식 로켓 엔진의 수학적 모델을 구성하였으며. 이를 이용하여 추력 제어 밸브의 개도 변화에 따른 엔진의 작동 모드 변화에 대한 과도해석을 수행하였다. 검증을 위하여 AnaSyn을 이용한 모드 해석 결과와 비교하여 2% 범위 내로 일치하는 것을 확인하였다. 또한 로켓 엔진 시스템의 과도해석 모델을 이용하여 엔진 구성품에 대한 시스템 차원의 설계 변수 결정이 가능함을 보였다. 압력안정기(pressure stabilizer)는 가스발생기 혼합비를 균일하게 유지시켜주는 장치로서, 이에 대한 감쇠 강제진동 모델을 세워 고유진동수와 감쇠비의 함수로 안정 영역을 구하였다.

액체로켓 메탄엔진 개발동향 및 시사점 (Development Trends of Liquid Methane Rocket Engine and Implications)

  • 임병직;김철웅;이금오;이기주;박재성;안규복;남궁혁준;윤영빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.119-143
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    • 2021
  • 최근 발사체 개발의 큰 흐름을 살펴보면, 친환경, 저비용, 재사용, 심우주 탐사를 위한 저장성, 외부행성에서의 추진제 확보 가능성 등의 이유로 액체 메탄이 로켓 연료로 각광 받기 시작했다. 재사용 발사체 기술의 보편화, 국제적인 엔진개발 추세에 발맞춰 미래의 경쟁력과 임무 유연성을 확보하려면 엔진 개발 기간 등을 고려해서 가능한 빨리 메탄엔진 개발을 추진해야 하며, 제작 및 시험 인프라, 활용성, 개발 비용 등을 종합적으로 고려하면 부스터 엔진보다 저추력 엔진을 선행 개발하는 것이 더 적절한 것으로 판단된다.

교육 시설에서의 히트 펌프 냉난방 시스템 실사용을 통한 경제성 분석 (Economic Analysis of Heat Pump System through Actual Operation)

  • 김길태;정성일;주호영;안영철;이재근
    • 설비공학논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.470-475
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    • 2007
  • The present study has been conducted economic analysis through actual operation of electric heat pump (EHP) and gas engine driven heat pump (GHP) which are installed at the same building in the university. Cost items, such as initial cost, annual energy cost and maintenance cost of each system are considered to analyze life cycle cost (LCC) and economical efficiencies are compared. The initial cost is considered on the basis of actual cost, and annual energy cost is converted into the cost after measuring electricity and gas consumption a day LCC applied present value method is used to assess economical profit of both of them. Variables used to LCC analysis are electricity cost escalation rate, natural gas cost escalation rate, interest rate, and service lives when each of them are 4%, 2%, 8%, and 20 years. The result shows that EHP (148,257,306 won) is more profitable than GHP (161,239,296 won) by 8.05% (12,981,990 won).

선박용 액화천연가스 기화기의 열전달 특성의 수치해석 (Numerical analysis of LNG vaporizer heat transfer characteristic in LNG fuel ship)

  • 이대철;한드리;정한식;정효민
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제37권1호
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    • pp.22-28
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    • 2013
  • 본 논문은 액화 천연 가스(LNG)를 주 연료로 사용하는 선박용의 LNG기화기의 특성을 조사하기 위하여 기화기 내부에서의 열전달 특성을 연구하였다. LNG를 기화하기 위한 가열열원으로서는 주 엔진에서 발생하는 워터 쟈켓의 가온수를 직접 이용하지 않고 열교환기를 통하여 간접 가열된 글리콜 워터(Glycol Water)를 사용하는 시스템을 채택하였다. LNG의 기화 과정은 상변화를 동반하기 때문에 이를 검증하기 위하여 액화질소(LN2)의 기화과정을 통하여 신뢰성을 확보하였고, LNG 기화기 내부의 최적 열적특성을 도출하기 위하여 LNG의 유입량과 가열열원인 글리콜 워터 유량변화에 대한 LNG 기화특성을 연구하였다. 해석 결과 LNG 질량유량이 0.111 kg/s과 가열원수인 부동액 질량유량이 1.805 kg/s일 경우 가스 출구 온도는 약 $6^{\circ}C$로서 LNG 선박의 최적 운전 조건임을 알 수 있었다.

PILOT INJECTION OF DME FOR IGNITION OF NATURAL GAS AT DUAL FUEL ENGINE-LIKE CONDITIONS

  • MORSY M. H.;AHN D. H.;CHUNG S. H.
    • International Journal of Automotive Technology
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    • 제7권1호
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    • pp.1-7
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    • 2006
  • The ignition delay of a dual fuel system has been numerically investigated by adopting a constant volume chamber as a model problem simulating diesel engine relevant conditions. A detailed chemical kinetic mechanism, consisting of 28 species and 135 elementary reactions, of dimethyl ether (DME) with methane ($CH_{4}$) sub-mechanism has been used in conjunction with the multi-dimensional reactive flow KIVA-3V code to simulate the autoignition process. The start of ignition was defined as the moment when the maximum temperature in the combustion vessel reached to 1900 K with which a best agreement with existing experiment was achieved. Ignition delays of liquid DME injected into air at various high pressures and temperatures compared well with the existing experimental results in a combustion bomb. When a small quantity of liquid DME was injected into premixtures of $CH_{4}$/air, the ignition delay times of the dual fuel system are longer than that observed with DME only, especially at higher initial temperatures. The variation in the ignition delay between DME only and dual fuel case tend to be constant for lower initial temperatures. It was also found that the predicted values of the ignition delay in dual fuel operation are dependent on the concentration of the gaseous $CH_{4}$ in the chamber charge and less dependent on the injected mass of DME. Temperature and equivalence ratio contours of the combustion process showed that the ignition commonly starts in the boundary at which near stoichiometric mixtures could exists. Parametric studies are also conducted to show the effect of additive such as hydrogen peroxide in the ignition delay. Apart from accurate predictions of ignition delay, the coupling between multi-dimensional flow and multi-step chemistry is essential to reveal detailed features of the ignition process.

CNG 승용 자동차의 배출가스 특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study of Emission Characteristics for CNG Passenger Car)

  • 김현준;이호길
    • 한국가스학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.34-39
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    • 2015
  • 최근 차량용 에너지의 소비는 대부분 화석연료로부터 사용된다. 기존 화석 연료를 사용하는 자동차보다 친환경적이며 저렴하고 재생이 가능한 연료의 요구증대로 대체연료 자동차산업이 강조되고 있다. 오늘날 고옥탄가와 높은 자기발화온도 특징을 가지고 있는 천연가스는 저렴한 비용, 기존 화석연료보다 풍부한 매장으로 기존 스파크 점화엔진인 가솔린엔진의 대체에너지로 간주되고 있다. 본 연구는 기존 2리터 가솔린 엔진에 CNG 가스 분사시스템을 장착하여 전소 및 혼소 연료분사시스템을 설치하였다. 또한 CNG전소 및 가솔린/CNG 혼소차량의 ECU 제어전략을 최적화 하였다. 혼소차량에 대하여 NEDC모드 주행결과 가솔린 차량 대비 혼소차량의 CO2 저감율을 16%확인하였다. 또한 CO와 HC의 배기가스 배출량은 가솔린 차량과 동등한 수준을 확보하였다. 하지만 NOx의 배기가스 배출수준은 증가된 현상을 확인할 수 있었다.

Powertrain에 의한 차량실내소음 예측을 위한 엔진 가진력 해석에 관한 연구 (Analysis of excitation forces for the prediction of the vehicle interior noise by the powertrain)

  • 이주형;김성종;김태용;이상권
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2006년도 추계학술대회논문집
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    • pp.82-88
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    • 2006
  • The objective of this paper is to get excitation forces of the engine. A powertrain geometry model is produced by CATIA and its FE model is made by MSC/Patran. A vibration mode analysis which makes us know the natural frequency and mode shape and a running mode analysis which measures the mode shape as a relative displacement about one reference point by measuring the acceleration of each bracket to take a place at the running vehicle are experimentally implemented. After getting a satisfied MAC value by doing a correlation about a measured mode analysis value and analyzed value through MSC/Nastran software, all components are assembled through MSC/ADAMS software which is a dynamic analysis tool. We can predict the vibration of brackets which is the last points to occur the force of the engine combustion by analyzing the combustion force produced by engine mechanism.

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