• 한국농공학회논문집
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• 제64권5호
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• pp.9-16
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• 2022

Syngas, also known as synthesis gas, synthetic gas, or producer gas, is a combustible gas mixture generated when organic material (biomass) is heated in a gasifier with a limited airflow at a high temperature and elevated pressure. The present research was aimed at modifying the existing LPG engine generator for fully operated syngas. During this study, the designed gasifier-powered woodchip biomass was used for syngas production to generate power. A 6.0 kW LPG engine generator was modified and tested for operation on syngas. In the experiments, syngas and LPG fuels were tested as test fuels. For syngas production, 3 kg of dry woodchips were fed and burnt into the designed downdraft gasifier. The gasifier was connected to a blower coupled with a slider to help the air supply and control the ignition. The convection cooling system was connected to the syngas flow pipe for cooling the hot produce gas and filtering the impurities. For engine modification, a customized T-shaped flexible air/fuel mixture control device was designed for adjusting the correct stoichiometric air-fuel ratio ranging between 1:1.1 and 1.3 to match the combustion needs of the engine. The composition of produced syngas was analyzed using a gas analyzer and its composition was; 13~15 %, 10.2~13 %, 4.1~4.5 %, and 11.9~14.6 % for CO, H₂, CH₄, and CO₂ respectively with a heating value range of 4.12~5.01 MJ/Nm³. The maximum peak power output generated from syngas and LPG was recorded using a clamp-on power meter and found to be 3,689 watts and 5,001 watts, respectively. The results found from the experiment show that the LPG engine generator operated on syngas can be adopted with a de-ration rate of 73.78 % compared to its regular operating fuel.

• 과학교육연구지
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• 제46권3호
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• pp.237-254
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• 2022

본 연구에서는 과학교육 강의 과정에 나타난 초등 예비교사의 과학수업 전문성 자기 인식 변화를 살펴보고자 하였다. 연구 대상은 G교육대학교 2학년에 재학 중인 초등 예비교사 25명이고, 선행연구의 검사 도구를 수정·보완하여 본 연구의 검사 도구로 도출 및 적용하였다. 본 연구 결과, 초등 예비교사의 과학수업 전문성 자기 인식은 향상되고 있음을 알 수 있었다. 즉, 하위범주인 전문성 계발 노력, 교육내용, 교육방법, 교육환경 및 분위기, 평가와 과학수업 선호도에서 모두 사전·사후에 유의한 변화가 있는 것으로 나타났다. 관련 내용을 연소 관련 과학수업 지도안, Padlet 작성 내용, 사후 검사 서술형 문항 응답과 함께 세부적으로 살펴본 결과, 양호한 하위범주도 있었고, 일부 보완이 필요한 하위범주도 있었다. 이런 결과를 바탕으로 초등 예비교사의 과학수업 전문성 신장을 위한 방안을 고찰하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권6호
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• pp.34-42
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• 2022

기체메탄-액체산소 소형로켓엔진에서 추진제 공급조건과 연소실 압력 사이의 상관관계를 조사하고, 고정된 연소실 압력에서 당량비 변화에 따른 성능특성을 분석하기 위해 지상연소시험이 수행되었다. 상관관계 조사를 통해 연소실 압력은 산화제 공급압력에 선형적으로 비례함이 확인되었다. 연소시험 결과, 당량비가 연료희박 조건으로부터 화학양론비에 가까워질수록 로켓엔진의 주요 성능인자인 추력, 비추력 및 특성속도는 증가하는 경향을 보였으나, 특성속도 효율 및 비추력 효율의 당량비에 대한 종속성은 그 반대의 경향을 보였다.

• 소성∙가공
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• 제33권2호
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• pp.103-111
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• 2024

With the increasing global interest in carbon neutrality, the automotive industry is also transitioning to the production of eco-friendly cars, specifically electric vehicles. In order to achieve comparable driving distances to internal combustion engine vehicles, the application of high-capacity battery packs has led to an increase in vehicle weight. To achieve light-weighting and durability requirements of automotive components simultaneously, there is a demand for research on the application of Ultra-High Strength Steel (UHSS). However, when manufacturing chassis components using UHSS, there are challenges related to fracture defects due to lower elongation compared to regular steel sheets, as well as spring-back issues caused by high tensile strength. In this study, a simulated specimen that is not affected by the property changes of four materials was designed to improve formability of the rear cross member, which is the most challenging automotive chassis component. The influence and correlation of material-specific variables were analyzed through finite element analysis (FEA) for each material with tensile strength of 440, 590, 780, and 980 MPa grades, resulting in the development of a predictive equation. To validate the equation, the simulated specimens of 980 MPa grade were produced from the test molds. Then the reliability of the FEA and predictive equation was verified with measured specimen data using a 3D scanner. The results of this study can be proposed to improve the formability of UHSS chassis components in future researches.

• Tribology and Lubricants
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• 제40권4호
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• pp.111-117
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• 2024

Due to global CO₂ emission reductions and fuel efficiency regulations, the trend toward transitioning from internal combustion engine vehicles to electric vehicles (EVs) has accelerated. Consequently, the problem of EV failures has become a focal point of active research. The parasitic capacitance generated during motor-shaft rotation induces voltage that deteriorates the raceway and ball surfaces of bearings, causing electrical damage in EVs. Despite numerous attempts to address this issue, most studies have been conducted under high viscosity lubricant and low load conditions. However, due to factors such as high-speed operation, rapid acceleration and deceleration, motor heating, and motor system-decelerator integration, current EV applications have shown diminished stability in lubrication films of motor bearings, thereby leveraging the investigation to address the risk of electrical damage. This study investigates the electrical damage to rolling bearing elements in EV motor drive systems. The experimental analysis focuses on the effects of electric currents and operational loads on bearing integrity. A test rig is designed to generate high-rate voltage specific to a motor system's parasitic capacitance, and bearing samples are exposed to these currents for specified durations. Component evaluation involves visual inspections and vibration measurements. In addition, a predictive model for electrical failure is developed based on accumulated data, which demonstrates the ability to predict the likelihood of electrical failure relative to the duration and intensity of current exposure. This in turn reduces uncertainties in practical applications regarding electrical erosion modes.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.182-193
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• 2022

연구목적: 바이오디젤의 위험성을 ASTM 시험규격에 의해 특정한 온도에서 열잔분측정과 발화점 및 폭발한계 측정을 통해 측정 평가함으로써 화학화재의 원인물질의 위험성을 확인하고, 보편적인 평가방법 도출 그리고 그에 따른 물질의 위험성 관련 데이터를 확보함으로써 화재원인 감식과 감정에 활용할 수 있을 것이고, 다른 화학물질에 위험성평가에 적용할 수 있을 것이다. 연구방법: 바이오디젤의 위험성을 측정하기 위해서 특정한 온도에서 얼마나 많은 가연성 액체를 발생하는가를 측정하는 가열잔분 측정법을 사용해서 측정해 보았다. 가열은 KS M 5000 : 2009 시험방법 4111을 적용해서 실험을 해보았다. 또한 발화점 측정은 ASTM E659-782005서 규정하는 방법으로, 에너지 공급방식은 정온법을 이용하여 측정하였다. 아울러 폭발한계 측정은 ASTM E 681-04 「Standard test method for concentration limits of flammability of chemicals(Vapors and gases)」 시험규격에 의해 실험을 진행하였다. 연구결과: 가열잔분법으로 가연성액체량의 확인결과 105±2℃에서 3시간 방치했을 때의 일반디젤의 가열잔분은 약 30%정도(휘발분 70%), 바이오디젤의 경우 약 4%정도로 측정되었다. 또한 가열온도 150±2℃, 3시간과 200±2℃ 1시간의 가열잔분의 값은 유사한 결과를 얻었고, 200℃이상에서는 흰색연기를 발생시켰다. 아울러 일반디젤, 20%의 바이오디젤 함유된 일반디젤, 그리고 100% 바이오디젤의 폭발(연소)한계를 실험적으로 확인해 본 결과 유사한 값을 얻었다. 따라서 인화위험성이 폭발위험성에 영향을 크게 미치지 못하는 경향을 확인하였다. 결론: 본 연구에서의 결과는 기존의 위험물안전관리법에서의 위험물 판정 기준에 대한 세부 내용의 실효성 및 신뢰성 그리고 재현성 확보를 목적으로 인화성 혼합물에 대한 실험적 연구를 통해서 혼합물에 대한 위험성 판단 기준을 제시하였고, 향후 소방현장에서 단속되는 인화성 액체 대한 판정 기준에 대한 참고적인 자료를 제공할 수 있을 것이다. 또한 본 연구로 시험방법별 실험에 대한 노하우를 축적한다면 위험물의 위험성 평가 연구에 있어 기초 자료이자 위험물 판정 관한 연구의 기반으로 활용될 수 있기를 기대한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권6호
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• pp.105-113
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• 2019

본 연구에서는 원자력발전소용 비안전등급케이블 2종(보안상 A사, B사로 지칭키로 함)을 대상으로 가속열화 기간에 따른 독성 특성을 분석하였다. NES 713 시험장비 및 규격에 의거하여 비노화, 20년, 40년으로 가속열화한 케이블에 대해 피복재 및 절연재로 구분하여 시험하였다. 시험결과 20년, 40년 가속열화 케이블의 독성지수가 비노화 케이블의 독성지수보다 높았으며 A, B사 케이블 공통적으로 20년 가속열화 케이블에서의 독성지수가 높게 산출되었다. 이는 급증한 일산화탄소의 방출량과 더불어 염화수소와 브롬화수소의 할로겐계 가스 방출량이 높은 것이 주된 원인으로 파악되었다. 또한, 피복재와 절연재를 구분하여 분석 시 A, B사 케이블 일부 피복재의 독성지수가 높게 나타났다. 또한, 피복재와 절연재의 독성지수를 구체적으로 분석하고자 미국 국방성 규격인 MIL-DTL을 적용하여 독성지수 허용치 초과 여부를 판단하였으며, 이 중 절연재의 경우 상당량 초과하여 방출되는 결과를 보였다.

• 공업화학
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• 제31권1호
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• pp.84-89
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• 2020

초미세먼지로 분류되는 PM_2.5 (particulate matter under 2.5 ㎛) 중에서도 특히 sub-micron 입자(0.1~1.0 ㎛)의 먼지는 브라운 운동(Brownian motion)으로 집진장치의 효율에 한계를 준다. 따라서 수산화나트륨으로 활성화된 알루미늄산나트륨(NaAlO₂)을 응집제(coagulant)로 선택하여 석탄을 사용하는 유동층 보일러에서 석탄의 회분에 포함된 칼륨(K)과 PM_2.5의 입도분포의 거동과 영향을 확인하고자 했다. 그리고 응집제를 석탄의 무게대비 1,200 : 1 비율로 석탄에 혼합 및 분사하면서 정상 운전하는 중에 보일러의 싸이클론에서의 미세먼지(FP)와 전기집진기에서의 미세먼지(EP)를 포집 및 고찰하였다. 포집한 미세먼지를 입도분석기를 이용하여 입도분포(%)를 분석한 결과 FP에서 평균 4.87%에서 0.51%로 변화를 보임으로써 89.53% 감소하였다. EP에서의 평균 3.46%에서 0.40%로 변화를 보임으로써 88.57% 감소하였다. 포집한 미세먼지를 XRP로 칼륨을 추적한 결과 칼륨의 변화율은 FP에서 평균 1.65%에서 1.87%로 13.33% 증가하고, EP에서 평균 1.65%에서 2.03%로 17.68% 증가하였다. TMS에 의해서 확인된 총 미세먼지 농도(mg/㎥)는 1차는 2.6 mg/㎥에서 1.7~1.9 mg/㎥로 26.9~34.6% 감소하였으며, 2차는 평균 2.9 mg/㎥에서 1.7~1.9 mg/㎥로 33.3~40.4%가 감소하였다. 따라서 본 연구의 응집제가 PM_2.5 초미세먼지 입자의 크기와 그로 인한 집진장치효율에 크게 영향을 미치는 것으로 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.620-625
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• 2015

IMO MEPC에서는 지구온난화를 늦추기 위해서, 선박에서 배출되는 GHG(Green House Gas)인 $CO_2$를 줄이기 위한 방안으로 선속을 다운시켜 운항할 것을 제안한바 있으며, 해운회사에서도 연료비 절감을 위해서 자발적으로 감속운항(Low steaming)을 하고 있어, 국제항해에 종사하고 있는 대부분의 컨테이너선들이 감속운항을 하고 있다. 또한, 날로 증가되고 있는 해운 물동량 증가로 선박의 연료비 부담이 증가되고 있어 연료비 절감 기술개발이 절실히 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 디젤엔진의 성능을 향상시킬 수 있는 연료첨가제(유용성 칼슘계 유기금속화합물)를 일정량 투입(사용 연료량의 0.025%) 하여 연료비를 절감하는 방법을 시도하였다. 실험의 정확도를 위해서 육상 발전소에 설치된 2행정 대형 디젤엔진을 실험 대상으로 하였다. 실험 엔진의 부하는 저, 중 및 고 부하(50, 75, 100%)로 나누어서 실시하였으며, 연료첨가제의 투입 전과 투입 후의 엔진성능(출력, 연료소비율, 최고연소압력(P-max), 배기온도)을 비교 분석 하였다. 본 실험을 통해서 연료첨가제를 투입함으로써 저부하(50%) 에서 2% 이상의 연료비 절감 효과를 확인 할 수 있었으며, 최고연소압력은 상승하는 반면에 배기온도는 하강함을 알 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.144-151
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• 2016

This study effect of engine oils on regulated fuel economy and emissions including particulate matter (PM) to provide basic data for management of engine oil in vehicles. Three engine oils (Group III base oil, Group III genuine oil with additive package and synthetic oil with poly alpha olefins (PAOs)) were used in one gasoline, one LPG(liquefied petroleum gas) and two diesel vehicles. In the case of diesel vehicles, one is a diesel vehicle without DPF (diesel particulate filter) other is a diesel vehicle with DPF. In this study, the US EPA emission test cycle FTP-75, representing city driving, was used. HORIBA, PIERBURG, and AVL gas analyzers were used to measure the fuel economy and regulated emissions such as CO, NOx, and THC. The number of PM was measured using a PPS (pegasor particle sensor). And, the shape of PMs was analyzed by SEM (scanning electron microscope). The effects of oil type on fuel economy, exhaust gas, and PM were not significant because engine oil consumption by evaporation and combustion in the cylinder is very tiny. Fuel and vehicle type were dominant factors in fuel economy and emissions. HC emission from gasoline vehicles was higher than that from other vehicles and NOx emission from diesel vehicles was higher than that from other vehicles. The number of PM was not affected by the engine oil, but by the driving pattern and fuel. The shapes of the PM, sampled from each vehicle using any test engine oil, were similar.