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선박 주 추진기관으로 사용가능한 대형 디젤엔진의 배기가스 특성 분석
Exhaust Emission Characteristics from Heavy-duty Diesel Engine applicable to Prime Propulsion Engine for Marine Vessels 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.36 no.4, 2012년, pp.484 - 489  

이형민 (해군사관학교 함정추진체계학과) ,  박랑은 (해군사관학교 함정추진체계학과)

초록
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본 논문은 선박의 주 추진기관으로 사용가능한 육상 운송수단에 탑재되어있는 대형 디젤엔진에서 배출되는 입자상 물질과 질소산화물의 배출특성을 ESC mode에 적용시켜 분석하는데 초점을 두었다. 입자상 물질은 엔진의 고부하 영역에서 다량으로 배출되는 특성을 확인 할 수 있었으며 질소산화물의 경우 배기가스 온도 측정형태와 동일한 경향으로 배출되었다. 매연여과장치를 부착하여 입자상 물질의 배출특성을 분석한 결과 mode별 1/100~1/1,000배까지 저감되었다. 그러나 급격한 엔진 부하 변동 시 저감효과는 떨어졌으며 고속-고부하 영역에서는 매연여과장치내부의 온도상승으로 일부 재생현상이 발생하여 입자상 물질의 배출 증가 결과를 초래하는 현상이 발생하였다. 시험엔진에서 배출되는 입자상 물질의 입경분포를 분석한 결과 대부분 100nm 이하의 크기를 가지는 나노 입자가 배출되었으며 매연여과장치를 부착 및 탈착하여 측정한 결과 배출수준에는 차이가 있지만 입자상 물질의 입경분포는 비슷한 경향으로 분석되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The objective of this work presented here was focused on analysis of particulate matter and nitrogen oxide characteristics in ESC test mode from heavy-duty diesel engine installed on-road vehicles applicable to prime propulsion engine for marine vessels. The authors confirmed that a large quantity p...

주제어

#입자상 물질   #질소산화물   #매연여과장치   #입경분포  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문은 육상운송수단에 탑재되고 있는 대형 디젤엔진에서 배출되는 입자상 물질 및 질소산화물 배출특성을 정속운전조건에서 분석하였다. 정속 운전조건에서 배출되는 입자상 물질 및 질소산화물의 특성을 분석하기 위해서 유럽의 대형디젤엔진 배출가스 인증 시험법(heavy-duty diesel engine emission standard certification)인 ESC test cycle을 적용하였다[4].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
선박용 엔진이 엔진 대상 시험이 쉽지 않은 이유는 무엇인가? 선박용 엔진은 육상 운송수단(자동차, 대형 트럭 등)에 탑재되는 엔진보다 배기량 및 크기면에서 비교 우위에 있기 때문에 엔진 대상 시험이 쉽지 않은 실정이다. 그러나 대형 트럭에 탑재되는 엔진의 경우 소형 선박의 주 추진기관으로 사용이 가능하며 중·대형 선박의 경우 보조장치 기관의 기능을 수행할 수 있다.
항해중인 선박의 경우 어떻게 유해물질 배출량을 예측하는가? 항해중인 선박의 경우 직접적인 배기가스 배출량 측정이 제한되기 때문에 오염물질 기여도 조사(emission inventory) 방법론을 통하여 입자상 물질, 질소산화물 등의 유해물질 배출량을 예측하고 있다[1,2].
본 연구에서 사용된 차량용 대형 디젤엔진의 정속운전조건에서 나노 크기의 입자상 물질 및 질소산화물의 배출특성을 분석하기 위한 시험장치는 무엇으로 구성되어 있는가 Figure 1은 차량용 대형 디젤엔진의 정속운전조건에서 나노 크기의 입자상 물질 및 질소산화물의 배출특성을 분석하기 위한 시험장치의 구성도이다. 시험장치의 주요 구성은 12리터급 디젤엔진(Table 1), 고속 입자상 물질 입경분포 분석장치(Differential Mobility Spectrometer, DMS500), 매연여과장치(DPF, Diesel Particulate Filter) 및 희석터널 등으로 구성되어 있으며 입자상 물질의 수량 측정은 UN-GRPE PMP(Particulate Measurement Programme)에서 제시하고 있는 시스템으로 구성하여 이루어졌다[5].
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참고문헌 (5)

  1. U.S. EPA, Current Methodologies in Preparing Mobile Source Port-Related Emission Inventories, Final Report, 2009. 

  2. Entec UK Limited, Ship Emissions Inventory, Final Report, 2007. 

  3. IMO Resolution MEPC.176(58), Revised MARPOL ANNEX VI. 

  4. Delphi, Worldwide Emissions Standards for Heavy-duty and off-road Vehicles, 2009. 

  5. J. Andersson and D. Clarke, UN-GRPE PMP Phase 3: Inter-Laboratory Correlation Exercise: Updated Framework and Laboratory Guide for Heavy Duty(HD) Engine Testing, A Document for the UK Department for Transport, 2008. 

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