정적 챔버`를 이용한 고농도 에탄올-디젤 혼합 연료의 분무 특성에 관한 실험적 연구 = Experimental Study on the Spray Characteristics of High-Concentration Ethanol-Diesel Blended Fuels Using Constant Volume Chamber

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 고농도 에탄올-디젤 혼합 연료의 분무 운동량 및 미립화 거동을 실험적으로 규명하였다. 에탄올은 높은 산소 함량과 낮은 밀도, 점도, 표면장력으로 인해 연소 효율 향상과 배출가스 저감에 유리한 첨가제로 알려져 있으며, 본 연구에서는 이러한 특성이 고농도 혼합 조건에서 분무거동에미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 이를 위해 정적 챔버(Constant Volume Chamber)에서 고속가시화 실험을 수행하였다. 에탄올 함량이 증가함에 따라 분무 침투 길이는 감소하였고 분무 둘레는 확대되었으며, 미립화 효율이 향상됨을 확인하였다. 이러한 변화는 에탄올의 낮은 밀도와 점도에 따른 분무 운동량 감소와 공기유입(air entrainment) 증대 효과에 기인하며, 결과적으로 연료-공기 혼합 균질도및 확산성이 개선되었다. 결론적으로, 고농도 에탄올-디젤 혼합 연료는 낮은 점도·밀도, 높은 산소 함량, 큰 증발 잠열 특성으로 인해 디젤 엔진의 연소 효율을 높이고 배출가스를 저감 할 수 있는 유망한대체 연료로 평가된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study experimentally and numerically examined the spray momentum and atomization behavior of high-concentration ethanol–diesel blends. Due to ethanol’s high oxygen content and low density, viscosity, and surface tension, it enhances combustion efficiency and reduces emissions. High-speed visualization in a Constant Volume Chamber revealed that increasing ethanol content reduced spray penetration while widening the spray perimeter, indicating improved atomization and mixing. These effects result from lower fuel momentum and enhanced air entrainment. Overall, high-ethanol diesel blends show strong potential as alternative fuels for improving combustion efficiency and emission reduction.