증발디젤분무의 발달 과정에 관한 연구

염정국,박종상,정성식,하종률,김시범,Yeom, Jeong-Kuk,Park, Jong-Sang,Chung, Sung-Sik,Ha, Jong-Yul,Kim, Si-Pom 한국자동차공학회 2007 한국 자동차공학회논문집 Vol.15 No.3

In this study, the effects of change in ambient gas viscosity on spray structure have been investigated in the high temperature and pressure field. To analyze the structure of evaporative diesel spray is important in speculation of mixture formation process. Emissions of diesel engines can be reduced by the control of the mixture formation process. Therefore, this study examines the evaporating spray structure in the constant volume chamber. The viscosity of ambient gas was selected as the experimental parameter, is changed from 21.7 mPa s to 32.1 mPa s by changing in ambient gas temperature. In order to obtain images of the liquid and vapor-phase of injected spray, exciplex fluorescence method was used in this study. The liquid and vapor-phase images were taken with 35mm still camera and CCD camera, respectively. Consequentially, it could be confirmed that the distribution of vapor concentration is more uniform in the case of the ambient gas with high viscosity than in that of the ambient gas with low viscosity.

입구 형상에 따른 EGR 쿨러의 냉각성능 개선에 관한 연구

염정국(Jeong Kuk Yeom),김학민(Hak Min Kim) 대한기계학회 2020 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2020 No.12

Exhaust gas recirculation lowers the maximum temperature during combustion inside the combustion chamber by supplying exhaust gas to the intake air. In order to increase EGR efficiency, it is effective to lower the temperature of the exhaust gas supplied by using the EGR cooler. This study is a numerical analysis to improve cooling performance by changing the inlet shape of the EGR cooler. Numerical analysis was performed on four EGR coolers with the inlet shape changed. As a result of analyzing the temperature distribution and checking the heat transfer efficiency, it was confirmed that shape C is the most suitable form for improving the cooling performance of the EGR cooler.

선박엔진용 릴리프 밸브에 관한 연구

염정국(Jeong Kuk Yeom) 대한기계학회 2018 大韓機械學會論文集B Vol.42 No.12

본 연구에서는 크랭크케이스의 급격한 압력상승 방지와 함께 화염을 차단할 수 있는 선박용 대형엔진을 위한 크랭크케이스 릴리프 밸브(Crankcase relief valve) 설계를 위해 열․구조 해석을 수행하였다. 수치해석은 범용유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용하였고, 크랭크케이스에서의 시간에 따른 압력변화를 적용하여 해석을 진행하였다. 또한 고압 하에서 부품의 정상작동을 보장하기 위하여 5가지 형상의 플레임 트랩에 대하여 열 · 구조해석을 수행하여 최대응력 및 온도가 최소로 되는 형상을 결정하였다. 다음의 수치해석 결과를 바탕으로 미로형 밸브 디스크를 제조하여 릴리프 밸브 장착 전후의 폭발현상을 비교하였다. 그 결과, 폭발 시의 초과압력을 외부로 배출하면서 화염의 외부배출을 차단하는 릴리프 밸브의 유효성을 확인하였다. In this study, thermal and structural analyses are carried out to design a crankcase relief valve for marine diesel engines that are capable of preventing the flame and sudden pressure rise of the crankcase. Numerical analyses are performed using a commercial program (ANSYS), and by applying the pressure change according to the time in the crankcase. In order to ensure the normal operation of the part under high pressure, thermal and structural analyses of five types of flame traps are performed to determine the shape using the maximum stress and minimum temperature. Based on the numerical analysis results, the maze-type valve disk was manufactured. The explosion phenomenon was compared before and after mounting the relief valve. As a result, the effectiveness of the relief valve was confirmed by the prevention of the external discharge of the flame while discharging the excess pressure during an explosion.

디젤-과산화수소 에멀젼연료의 증발거동특성에 관한 연구

염정국(Jeong Kuk Yeom) 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集B Vol.41 No.12

본 연구는 디젤-과산화수소 에멀젼연료의 과산화수소 혼합비가 증발특성에 미치는 영향을 분석하였다. 실험에 사용한 에멀젼연료의 디젤과 과산화수소를 혼합하기 위해 계면활성제를 전체 체적의 3%로 고정하여 혼합하였고 과산화수소의 혼합비가 다른 5종류(EF2, EF12, EF22, EF32 및 EF42)의 에멀젼연료를 사용하여 실험을 실시하였다. 실험은 가열판을 이용하여 에멀젼연료 액적 한 방울의 증발을 관찰하였고, 증기의 가시화를 위해 쉴리렌방법을 이용하였다. 또한 실험결과를 토대로 상용프로그램을 사용하여 수치해석을 실시하였다. 본 연구의 결과로서 에멀젼연료 내 과산화수소의 증발로 인해 발생하는 미세폭발현상을 관찰할 수 있었고, 혼합비가 증가할수록 증발이 활발해지는 것을 확인하였다. 또한 수치해석으로 과산화수소 체적분율 계산을 통하여 미세폭발현상의 모사 방법을 제안하였고, 그 결과를 실험해석으로 구한 결과와 비교 · 검토하여 사용한 수치해석 방법의 유효성을 확인하였다. In this study, the effects of the mixing ratio of hydrogen peroxide in diesel-hydrogen peroxide emulsified fuels were analyzed using evaporative characteristics. A surfactant with 3 of total volume was added to create an emulsified fuel of diesel and hydrogen peroxide. An experimental study was conducted on mixing ratios in five diesel and hydrogen peroxide fuels (EF2, EF12, EF22, EF32, and EF42). In this experiment, one droplet of emulsified fuel was evaporated using a heat plate, and the Schlieren method was used to visualize the vapor. Furthermore, a numerical analysis was conducted based on the experimental results using a commercially available program (ANSYS CFX). These results showed that a micro-explosion was caused by the evaporation of the hydrogen peroxide in the emulsified fuel, and as the mixing ratio increased, the evaporation became active. Additionally, a simulation of the micro-explosion was proposed via calculation of the volume fraction of hydrogen peroxide.

캐비테이션에 관한 인젝터 노즐 홀의 설계민감도 평가

염정국(Jeong Kuk Yeom),하형수(Hyeong Soo Ha) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集A Vol.37 No.11

본 연구에서는 다공홀 인젝터 내부 유동에 대한 CFD 시뮬레이션 해석(ANSYS 13.0 CFX)을 직접 수행하였다. 이러한 결과를 바탕으로 인젝터 노즐 설계변수가 캐비테이션에 미치는 영향을 파악하기 위해 실험계획법이 적용되었다. 각 설계변수의 설계민감도 및 신호 대 잡음비 분석을 위해 캐비테이션 유동에 영향을 미친다고 판단되는 설계변수는 노즐 홀 직경, 노즐 홀 길이, 노즐 홀 각도 및 노즐 홀의 Kfactor로 지정하였다. 또한 16 개 실험점으로 각 변수의 영향을 분석하였다. 본 연구에서 노즐 내부유동을 파악하기 위하여 수치해석 프로그램과 신호 대 잡음비 분석이 본 논문에 적용되었고 그 결과, Kfactor의 변화가 노즐 홀 길이와 노즐 홀 각도의 변화보다 인젝터 내부 캐비테이션 생성에 미치는 영향이 더 크다는 것을 알 수 있었다. This study performs a computational fluid dynamics (CFD) analysis of the inner flow of a multihole injector nozzle by using ANSYS CFX 13.0. Based on the obtained results, a design of experiment (DOE) was performed and applied to investigate the effects of injector nozzle design parameters on cavitation. To analyze the design sensitivity and signal-to-noise ratio (S/N ratio), the hole diameter, hole length, hole angle, and K-factor of the nozzle hole were selected as design parameters, and the effect of these parameters was investigated at 16 experimental points. Consequently, it was found that the effect of the K-factor on the cavitation and inner flow of the injector nozzle is the greatest. Thus, the selection of a suitable K-factor is important in nozzle design considering cavitation flow.

바이오디젤 혼합연료의 배기특성 실험결과에 대한 통계학적 해석

염정국(Jeong Kuk Yeom),윤정환(Jeong Hwan Yoon) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集A Vol.39 No.12

본 연구는 경유와 바이오디젤(대두유) 혼합연료의 디젤엔진 배기특성을 조사하였고, 연료 혼합비는 BD(biodiesel)3, BD5, BD20, BD50 및 BD100이며, 분사압력 조건을 400 bar, 600 bar, 800 bar, 1000 bar 및 1200 bar로 변화시켰다. 그리고 연료 혼합비 및 분사압력에 따른 엔진배출물인 NOx와 Soot의 정량적인 분석을 위해 통계학에 기초한 피어슨 상관계수와 스피어만 상관계수를 이용하였다. 본 연구의 결과로서 실험변수인 혼합비와 분사압력에 대한 NOx 및 Soot 발생량의 피어슨 상관계수는 -0.811이며, 스피어만 상관계수는 -0.884로 NOx와 Soot 발생량 관계가 선형적이며, 이것은 trade-off관계를 나타낸다. 또한 각각의 분사압력 조건에서 피어슨 상관계수가 음의 상관 관계를 나타내며 이것은 NOx와 Soot 배출관계가 반비례적인 것을 나타낸다. In this study, the exhaust gas of a diesel engine operating on biodiesel(BD) fuel(a mixture of diesel and soybean oil) was investigated for different fuel mixing ratios in the range of BD3 to BD100. The experiments were conducted using injection pressures of 400, 600, 800, 1000, and 1200 bar. The Pearson correlation coefficient and Spearman rank-order correlation coefficient were used to quantify the NOx and Soot emissions based on the fuel mixing ratio and injection pressure. Consequently, the Pearson correlation coefficient obtained for NOx and Soot emissions according to the mixing ratio and injection pressure was -0.811 and the corresponding Spearman rank-order correlation coefficient was -0.884, which indicated that the correlation of the NOx and Soot emissions was linear. Thus, the NOx and Soot have a trade-off relationship. Moreover, at each injection pressure, the Pearson correlation coefficient was a negative number, which indicated an inversely proportional relationship between NOx and Soot.

포스터 전시회 : 에멀젼연료의 증발충돌분무에 관한 연구

염정국 ( Jeong Kuk Yeom ),김학민 ( Hak Min Kim ) 한국액체미립화학회 2015 한국액체미립화학회 학술강연회 논문집 Vol.2015 No.-

In this study, characteristics of evaporative impinging spray of emulsified fuel were to investigate for the effect of temperature on heating plate and mixing ratio of emulsified fuel. The experimental fuel was made by mixing diesel and hydrogen peroxide(H2O2), and according to mixing ratio was set at EF(Emulsified fuel)0, EF2, EF12 and EF22. The temperature of heating plate was respectively set at 423K, 473K and 523K. The visualization of evaporative impinging spray was used by Schlieren method. For quantitative analysis of impinging spray, experimental data was analyzed by radial penetration and entropy based on the statistical thermodynamics. As a result of this study, it was found that diffusion of emulsified fuel was increased by increase of mixing ratio of H2O2 and temperature of heating plate.

에멀젼연료 증발특성에 관한 기초 연구

염정국(Jeong Kuk Yeom),윤정환(Jeong Hwan Yoon) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集A Vol.39 No.9

본 연구는 대체혼합연료의 디젤엔진 적용 적합성 검토를 목적으로 수행되었다. 실험연료로서 디젤과 과산화수소의 혼합연료인 에멀젼연료를 사용하였고, 실험과 수치해석의 주요변수로서 경유와 과산화수소 혼합비를 선택하였다. 에멀젼연료의 증발거동 특성은 슐리렌 방법을 이용한 실험과 실험에서 구한 결과를 바탕으로 상용 프로그램(ANSYS CFX)을 이용한 수치해석을 실시하였다. 본 연구의 주요결과로서 과산화수소의 혼합비가 증가할수록 에멀젼연료의 증발특성인 미세폭발 현상이 활발해짐을 확인하였고, 또한 수치해석으로 디젤연료 계산영역 내부 디젤의 체적분율 계산을 통하여 에멀젼연료의 증발현상을 정량적으로 모사 가능하였다. The goal of this study is to consider the application of alternative blended fuel to diesel engine. In this study, as the test fuels, we use a blended fuel mix of diesel and hydrogen peroxide. As the primary variable, we vary the mixing ratio of diesel and hydrogen peroxide in the experimental and numerical analysis. We perform an evaporative behavior characteristics analysis of the emulsified fuel using the Schlieren method. The numerical analysis was carried out based on results obtained from the experimental analysis using the commercial code(ANSYS CFX). Consequently, we found that the micro-explosion depends on the fraction of hydrogen peroxide, and we propose a numerical method for the quantitative evaporation analysis of emulsified fuel droplets using the calculation of the volume fraction in the oil domain.

전기집진기 챔버 내부의 유동균일도에 대한 수치해석 연구

염정국(Jeong Kuk Yeom),김학민(Hak Min Kim) 대한기계학회 2022 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2022 No.5

LIEF 법에 의한 증발분무의 공간구조 해석

염정국 ( Jeong Kuk Yeom ),정성식 ( Sung Sik Chung ),하종률 ( Jong Yul Ha ) 한국액체미립화학회 2004 한국액체미립화학회 학술강연회 논문집 Vol.2004 No.-