• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.108-115
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• 2014

In this study, experimental approaching method was applied under and single-cylinder engine to research the performance of direct needle-driven piezo injector (DPI) for CR direct-injection. As key-point factor of this DPI that relies on direct-acting operating of injector needle, unlike conventional hydraulic-servo, its nozzle needle can be directly driven by piezo actuator. Thus, effect of direct-acting injection of DPI on diesel combustion and emission characteristics was investigated under common-rail single-cylinder direct-injection engine, equipped with three different driving mechanism, including indirect-acting solenoid, piezo and DPI system. As main results, it found that a direct-acting piezo injector has higher of IMEP. And it has higher heat release rate during premixed combustion and mixing controlled combustion phase due to its higher heat release, even though nitrogen oxide (NOx) formations were increased slightly.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.275-280
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• 2005

At previous study, nitrogen oxide emission was decreased with decreasing pressure index. This tendency was explained by the flame oscillation with changing combustor pressure. In this study, the characteristics of flame oscillation with changing combustor pressure were investigated. It can be found that flame length is extended and flame width is narrowed by decreasing combustor pressure. It can be observed that pilot flame and the surrounding air converge on the inner flame in the $P^{\ast}{\geqq}1$ conditions and that surrounding air and flow pattern was widely dispersed in the $P^{\ast}<1$ conditions. In the respect of average flame length, low fluctuation was shown in the $P^{\ast}<1$ conditions. On the other hands, large fluctuation was shown in the $P^{\ast}<1$ conditions. Flame oscillation are observed from $P^{\ast}=$ 0.98 in the condition of $P^{\ast}<1$ and the amplitude of flame oscillation becomes larger when $P^{\ast}$ is lowered. These results demonstrate that low NOx phenomenon was caused by flame oscillation with changing combustor pressure.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.129-135
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• 2010

Homogeneous charge compression ignition (HCCI) engines have the potential to provide both diesel-like efficiency and very low emissions of nitrogen oxide (NOx) and particulate matter(PM). However, several technical issues still must be resolved before HCCI can see application. Among these, steep pressure-rise rate which leads to narrow operating range of HCCI engine continues to be a major issue. This work investigates the combination of two methods to mitigate the excessive pressure-rise rates at high power output, namely fuel stratification and Cooled exhaust-gas recirculation (Cooled EGR), after identifying the each effects to pressure-rise rate. When applying the fuel stratification to simulation, total fuelling width of 0.15 at BDC is set as a equivalent ratio difference based on the previous research. In order to simulate the effects of cooled EGR, $CO_2$ mole fraction in pre-mixture is changed ranging from 0 to 30%. DME which has a characteristic of two-stage ignition is used as a fuel.

• 대한안전경영과학회지
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• 제21권1호
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• pp.17-23
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• 2019

The diesel engine generate many pollutants such as PM(Particulate matter) and NOx(Nitrogen oxide). So the SCR(Selective catalytic reduction) must be required to meet the emission standard. The SCR catalyst market is growing rapidly, and the automobile markets using alternative energy sources are growing rapidly. This study deals with optimization of the calcination process the manufacturing process of SCR catalyst to be competitive. The calcination process is a bottleneck and it is required to optimize productivity and accept to be safety, But we cannot trade off anything in terms of safety. We applied DOE(Design of experiments) among many research methods performed in various fields. In order to achieve quality and productivity optimization. The dependent variables in the DOE were selected as NO Conversion(%). The independent variables were selected as the calcination temperature, soaking time and fan speed RPM. the CCD(Central composite designs) constructs response surface using the data onto experience and finds optimum levels within the fitted response surfaces. Our tests are our stability guarantee and efficient together with operation.

• 한국환경보건학회지
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• 제33권2호
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• pp.92-97
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• 2007

A series of source tests were conducted to characterize emissions of nitrogen oxide(NOx, NO, $NO_2$), carbon mon oxide(CO), carbon dioxide$(CO_2)$ and total VOCs from portable combustion devices in steady-state using well-mixed chamber. Since use of portable gas range is widespread in houses and restaurants in Korea, it is important to characterize the emission of air pollutants and suggest optimum ventilation rate. Ranges of emission rates of air pollutants from portable gas ranges were $NO \;0.551\sim0.939mg/hr,\;NO_2\;0.354\sim1.080mg/hr,\;NO_x\;1.207\sim1.631mg/hr,\;CO\;1.389\sim4.21mg/hr,\;CO_2\;2426.823\sim2973.495mg/hr$, and VOCs $0\sim0.119mg/h$. Mean of personal exposure and indoor environment level of $NO_2$ by combustion of portable gas range were 74.7 ppb and 65.4 ppb, respectively, suggesting persons using portable gas range in houses and restaurants might be highly exposed. Required ventilation rate to control the air pollutants emitted from portable gas range was maximumly $3.131m^3/hr$ on the basis of $NO_2$ indoor air quality standard.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.780-787
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• 2019

본 연구에서는 국내외 저탄소 녹색성장을 위한 대안으로서 수소에너지와 그 이용 기술에 대한 관심이 높아지는 추세에 발맞춰 무탄소 연료인 수소를 LNG 의 주성분인 메탄, 메탄-프로판, 메탄-프로판-에탄 동축류 확산화염 내에 첨가하여 화염형상 및 연소생성물에 미치는 영향을 확인하였다. 상온상압 조건의 확산화염에 수소를 단계적으로 첨가하여 실제 생성되는 연소생성물의 변화 추이를 가스 분석기를 이용하여 실험적으로 관찰하였고 확산화염의 형상은 디지털카메라를 이용하여 단계적으로 관찰 하였다. 실험결과에서 확산화염에 수소를 첨가함에 따라 질소산화물의 생성량이 선형에 가깝게 증가하는 경향을 보였다. 이것은 수소의 상대적으로 높은 단열화염온도와 빠른 연소속도가 Thermal NOx의 생성을 촉진했기 때문이다. 반면 이산화탄소의 생성량은 감소하는 경향이 나타났는데 수소를 첨가함에 따라 메탄, 메탄-프로판, 메탄-에탄-프로판의 혼합 확산화염에 포함되어있는 전체 탄소비율이 줄어들어 이산화탄소의 생성량이 감소한 것이다. 이는 선박에서 LNG-수소의 혼합 연료사용으로 인해 온실가스인 이산화탄소를 저감할 수 있는 하나의 방안으로 고려될 수 있다는 것을 의미한다.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.152-158
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• 2016

연소기기에서 연소반응과정이 일어날 때 연소로 내 고온의 온도 분위기에서 공기 중의 산소와 질소가 반응하여 질소산화물이 발생하게 된다. 발생한 질소산화물을 저감하기 위하여 화력발전소나 폐기물 소각로는 촉매를 이용한 탈질설비를 설치하고 있는데 이에 따른 설치와 유지비용이 많이 소요된다. 연소기기에서 질소산화물을 저감하기 위한 여러 가지 방법 중에 배기가스 재순환 방법이 널리 쓰이고 있다. 본 연구에서는 배기가스 재순환 배관에 코안다 노즐을 사용하여 배기가스를 재순환하는 재순환 버너에 대하여 전산유체해석을 통해 연구를 수행하였으며 냉간 유동에서 배기가스 재순환 유동 특성을 살펴보았고 코안다 노즐의 공기 측 간격 변화와 공기 유량 변화에 따른 배기가스 재순환 유량 특성을 살펴보았다. 본 연구의 버너 형상은 배기가스 재순환 흡입구와 출구는 원통 버너의 중심을 향하지 않고 접선 방향으로 설치되어 있어서 버너 내부에서 선회 유동이 형성 되었으며 이에 따라 원통 내부의 중심부분에 역류가 일어나는 특성을 관찰하였다. 또한, 코안다 노즐의 공기 측 간격은 0.5mm일 때는 배기가스 재순환 유량이 공기량 보다 약 2.5배 이었고 1.0mm일 때는 약 1.5배로 나타났으며 같은 공기 측 간격에서 공기량을 증가하면 배기가스 재순환 유량은 약간 증가하는 것을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권6호
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• pp.834-840
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• 2018

본 연구에서는 선박용 엔진을 활용하여 E2, E3 사이클 시험 결과로부터 연료 내 황 함유량 변화에 따른 대기오염물질 배출 특성을 조사하였다. 테스트를 위해 사용된 엔진은 360 PS의 엔진(Doosan L126TIH engine)을 활용하였고, 동력계로는 Horiba-Schenck사의 400급 동력계인 W400을 사용하였다. 엔진에서 발생되는 대기오염물질 계측을 위해서는 오스트리아 AVL사의 FTIR과 SPC 장비를 배기라인 후단에 장착해서 사용하였다. 실험 결과로는 E2, E3 사이클 모두에서 연료 내 황 함유량이 증가할수록 THC와 CO의 단위 출력 당 배출량은 감소하고 입자상물질은 증가하였다. 연료의 황 함유량이 증가할수록 동점도가 증가되어 엔진의 연료소모율이 좋아지는 것을 확인하였다. 이는 본 연구에 사용된 엔진의 경우 연료 분사압력이 일정한 상태에서 동점도 증가에 따른 분무입자의 평균입경이 커짐에 따른 연소상태가 개선되었기 때문이라 생각되어진다. 질소산화물의 경우 이번 연구에서는 황함유량의 변화에도 배출량에서는 큰 변화를 보이지 않았다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권6호
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• pp.751-758
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• 2020

선박용 디젤엔진의 NOx 환원제로 액체 우레아를 사용하는 SCR 기술이 널리 사용되고 있다. 하지만 액체 우레아 대신에 고체상의 암모늄 카바메이트를 NOx 환원제로 사용하면 저온 NOx 저감율 및 암모니아 저장용량 측면 등에서 다양한 장점이 있다. 이에 따라 본 연구에서는 암모늄 카바메이트를 EA, FTIR, XRD 방법으로 분석하여 순도를 관리하는 방법을 제시하고자 하였으며, 다양한 온도와 압력 조건에 암모늄 카바메이트가 노출되었을 때의 물질 변화 특성을 고찰하고자 하였다. 본 연구를 통하여 암모늄 카바메이트의 순도를 EA 분석을 통해 효과적으로 관리 할 수 있음을 알 수 있었으며, 선박용 디젤엔진의 SCR 시스템에 적용될 것으로 예상되는 열분해 온도 조건에서 가열과 냉각을 반복한 암모늄 카바메이트에 대한 FTIR 분석결과, 물질 특성은 변화하지 않는 것을 확인하였다. 또한, 대기 중에 장기간 노출된 암모늄 카바메이트는 암모늄 카보네이트로 물질 변화함을 알 수 있었다.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.61-68
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• 2021

선택적 촉매 혼합법은 대용량의 화력 발전시스템에서 질소산화물을 제거하는 방법으로 많이 사용되고 있다. 분사된 암모니아와 유입된 배기가스의 균일한 혼합은 촉매 층에서의 탈질 환원 과정에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 탈질설비의 암모니아 분사시스템 설계과정에 전산해석 기법을 적용하였다. 적용 모델은 현재 가동되고 있는 800 MW급 석탄 화력 발전소의 탈질설비이다. 유동 해석 범위는 암모니아 분사 시스템 입구에서 촉매 층 후단부이다. 2차원 유동장을 선택하였고 비압축성으로 가정하였다. 상용 소프트웨어인 ANSYS-Fluent를 사용하여 정상 상태의 난류 유동을 해석하였다. 설계 변수로는 암모니아 분사 시스템에서의 노즐 배치 간극과 분사 유량으로 4가지 경우에 대해 결과를 분석하였다. 촉매 층 입구에서의 몰 비에 의한 평균제곱근오차 값을 최적화 변수로 선정하였고 실험계획법을 기반으로 한 최적화 알고리즘을 도입하였다. 노즐 피치와 유량을 동시에 조절한 경우가 유동 균일성 관점에서 가장 우수하였다.