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커먼레일 디젤기관에서 바이오디젤 혼합 연료와 EGR율이 연소 및 배기특성에 미치는 영향
윤삼기(Yoon, Sam-Ki),최낙정(Choi, Nag-Jung) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.6
본 연구는 4실린더 커먼레일 디젤 기관에서 바이오디젤 혼합 연료와 순수한 디젤연료를 사용하여 EGR율을 변화시켰 을 때 연소 및 배기 특성을 디젤 연료만을 사용하였을 경우와 비교하기 위하여 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 일반적으 로 많이 사용되고 있는 기관 회전 속도 2,000rpm에서 바이오디젤 혼합율 20%의 연료와 디젤 연료를 사용하여, EGR율에 다양하게 변화를 주어 실험을 하였다. 실험결과, 연소압력은 바이오디젤 혼합 연료와 디젤 연료 모두 EGR율이 증가할수록 감소하였으며, 도시 평균유효 압력은, 디젤 연료에 비하여 바이오디젤 혼합 연료가 더 높게 나타났다. 배출가스의 경우에, NOx는 EGR율이 증가할수록 디젤 연료에 비하여 바이오디젤 혼합 연료가 더 많이 배출되었다. 또한 NOx는 바이오디젤 혼 합 연료와 디젤연료 모두 EGR율이 증가할수록 감소되었다. CO와 Soot, CO₂는 EGR율이 증가 할수록 증가하였으며, CO, Soot은 디젤 연료에 비해 바이오디젤 혼합 연료에서 더 작게 배출되었지만 CO₂는 더 많이 배출되었다. An experimental study was performed to compare the characteristics of the combustion pressure and exhaust emissions in the case of using pure diesel when the EGR rate was changed in a CRDI 4-cylinder diesel engine with those using biodiesel blended and pure diesel fuel. In this study, the EGR rate variation were conducted at an engine speed of 2000rpm with fuel with a biodiesel blended rate of 20%. The combustion pressure of the biodiesel blended rate 20% and pure diesel fuels decreased with increasing EGR rate. The IMEP of biodiesel was higher than that of ULSD (Ultra low sulfur diesel). The emission results showed that the NOx emission of biodiesel blended fuel with increasing EGR rate was higher than that of ULSD. In addition, the NOx emission of biodiesel blended and diesel fuel decreased with increasing EGR rate. The CO and soot, CO₂ emissions increased with increasing EGR rate, and the CO and soot emissions from the biodiesel blended fuel were lower than that of ULSD but the CO₂ emissions were higher.
커먼레일 디젤기관의 연소 및 배기특성에 대한 카놀라 바이오디젤 연료의 효과
윤삼기(Sam-Ki Yoon),최낙정(Nag-Jung Choi),김민수(Min-Soo Kim) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-
본 연구는 4실린더 커먼레일 디젤기관에서 식물성 바이오 연료인 카롤라유(Canola oil)와 디젤연료를 혼합하여 사용하였을 때 바이오디젤 혼합율과 엔진 회전수 변화에 따른 연소 및 배기 배출물 특성을 조사하기 위하여 실험을 수행하였다. 실험 결과에 의하면 엔진 회전수 1,000, 1,500, 2,000(rpm)에서 연 소 압력은 바이오디젤 혼합율 증가할수록 감소하고, 2500rpm에서는 바이오디젤 혼합율이 증가할수록 증가 하였으며, 열 발생율은 바이오디젤 혼합율이 증가 할수록 모두 증가하였다. 연료 소비율은 바이 오디젤 혼합율이 증가할수록 엔진 회전수가 상승할수록 증가하였다. CO 배출물은 엔진 회전수가 상승할수록, 바이오디젤 혼합율이 증가할수록 감소하였다. CO₂, NOx, PM 배출물은 엔진 회전수가 상승할수록 바이오디젤 혼합율이 증가할수록 증가하였다.
바이오디젤 혼합 연료에 커먼레일 디젤기관에서 예비 분사시기가 연소 및 배기 특성에 미치는 영향
윤삼기(Yoon, Sam-Ki),최낙정(Choi, Nag-Jung) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.5
본 연구는 4실린더 커먼레일 디젤 기관에서 바이오 디젤 혼합 연료를 사용하여 예비 분사시기와 EGR율을 변화 시켰을 때 연소 압력과 배기 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실험을 수행하였다. 예비 분사 시기와 EGR율은 디젤 기관의 연소 및 배기 배출 특성에 큰 영향을 미친다.본 연구에서는 일반적으로 많이 사용되 고 있는 기관 회전 속도 2,000rpm에서 바이오 디젤 혼합율 20%의 연료를 사용하여 예비 분사 시기와 EGR율에 다양하게 변화를 주어 실험을 하였다.실험결과,도시 평균 유효 압력은 예비 분사 시기가 상사점전 BTDC10°에서 가장 높았으며, 연소 압력과 열 발생율은 동일 예비 분사 시기에서 EGR율에 비례하여 감소하였다.NOx배출량은 예비 분사시기에 관계없이 EGR율이 증가할수록 큰 폭으로 감소하였으며,매연(Soot)은 예비 분사 시기 BTDC20°에서 가장 적게 배출되었다. An experimental study was performed to investigate the characteristics of combustion pressure and exhaust emissions when the pilot injection timing and EGR rate were changed in a CRDI 4-cylinder diesel engine using bio-diesel blended fuel. The pilot injection timing and EGR rate have a significant impact on the combustion and emission characteristics of diesel engine. In this study, the pilot injection timing and EGR rate variation were conducted to 2000rpm of engine speed with fuel of bio-diesel blended rate 20%. In these experimental results, IMEP was shown maximum pressure at pilot injection timing BTDC10° combustion pressure and heat release rate were decreased in proportion to increase of EGR rate under the same pilot injection timing conditions. The NOx emission was decreased with increasing the EGR rate without influence on pilot injection timing. However, soot emission was reduced to a minimum at pilot injection timing BTDC20°
전기방사에 의한 PAN/FA 나노 복합재의 제조 및 휘발성 유기 화합물에 대한 흡착효과
갈준총(Jun Cong Ge),왕자건(Zi Jian Wang),윤삼기(Sam Ki Yoon),최낙정(Nag Jung Choi) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.6
휘발성 유기 화합물(VOCs: volatile organic compounds)은 대기 오염 물질 중 하나로 주로 화석연료 연소, 도료를 사용하는 건축물 자재 등에서 발생한다. VOCs를 흡입하면 두통, 메스꺼움, 구토 등을 발생시켜 인체에 유해하며 심한 경우에는 기억상실을 유발하고, 백혈병의 발병율을 증가시킨다. 따라서 대기 중의 VOCs를 저감하기 위한 방법의 하나로 우리는 전기방사를 이용하여 폴리아크릴로니트릴과 플라이 애쉬 (PAN/FA: polyacrylonitrile/fly ash) 나노복합재를 성공적으로 제조하였다. 또한 이 복합재의 VOCs에 대한 흡착능력을 관찰하기 위해서 주사형 전자현미경(FE-SEM)을 통해 PAN/FA 나노매트들의 형태학적 구조 관찰과 클로로폼, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 (chloroform, benzene, toluene and xylene) 등 VOCs 성분에 대한 흡착력 실험을 수행한 후 정성 및 정량 (chromatography/mass spectrometry: GC/MS)적으로 분석하였다. 그 결과 40wt%의 FA가 들어있는 PAN 나노섬유가 가장 작은 섬유 지름을 가지고 있었으며, 그 크기는 약 283nm인 것을 확인할 수 있었고, 다른 복합 멤브레인들과 비교하여 VOCs에 대한 흡착력이 우수하다는 것을 실험적으로 규명하였다. Volatile organic compounds (VOCs), as a significant air pollutant, is generated mainly from the burning of fossil fuels, building materials using painting, etc. The inhalation of a certain amount of VOCs can be deleterious to human health, e.g., headaches, nausea and vomiting. In addition, it can also cause memory loss and even increase the rate of leukemia. Therefore, as one of the methods for reducing VOCs in air, polyacrylonitrile/fly ash (PAN/FA) composite nanofibrous membranes were fabricated by electrospinning. To observe their VOCs adsorption capacity, the morphological structure of PAN/FA nanofibrous mats was investigated by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), and the VOCs (chloroform, benzene, toluene, and xylene) adsorption capacity of PAN/FA membranes were tested by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS). The results indicated that the PAN nanofiber containing 40 wt. % FA powder had the smallest fiber diameter of 283 nm; they also showed the highest VOCs adsorption capacity compared to other composite membranes.