지원사업
학술연구/단체지원/교육 등 연구자 활동을 지속하도록 DBpia가 지원하고 있어요.
커뮤니티
연구자들이 자신의 연구와 전문성을 널리 알리고, 새로운 협력의 기회를 만들 수 있는 네트워킹 공간이에요.
논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이원남
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 단국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
이 논문의 연구 히스토리 (3)
- 이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
- 연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
- 이 논문의 연구 히스토리 확인하기
초록· 키워드
오류제보하기
연소과정에서의 부산물인 매연입자/입자상물질에 대한 관심이 높아지면서 이와 관련된 많은 연구가 수행되어왔다. 매연입자와 관련된 연구는 배출되는 매연입자의 크기, 구조적 화학적 특성 등을 고려하여 수행되는 것이 바람직하다. 그러므로 특성이 잘 정의된 매연입자를 발생할 수 있는 장치의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 기체와 액체 연료를 모두 사용할 수 있는 열분해를 이용한 고온로 매연발생장치를 개발하고 프로필렌과 n-헥산을 사용하여 운전조건이 생성되는 매연입자의 특성에 미치는 영향에 대한 실험을 수행하였다. 생성된 매연입자의 가시적, 구조적 특성 및 매연입자의 크기와 농도를 분석하여 설정온도, 체류시간, 연료몰분율 등을 제어하면 매연단일입자의 크기와 매연의 농도가 조절된 매연입자를 생성할 수 있음을 확인하였다.
체류시간과 설정온도가 동일한 경우 연료몰분율은 배출되는 매연입자의 양에 영향을 미치며, 연료몰분율이 증가할수록 매연입자의 배출이 증가하였다. 설정온도가 낮고 동시에 체류시간이 짧은 경우 갈색의 매연이 배출되며 체류시간 길고 설정온도가 높을 경우에는 완전히 탄화된 검정색의 매연입자가 배출되는 것이 관찰되었다. 매연발생장치를 통해 배출되는 매연수율/매연농도는 반응온도와 반응시간에 따라 변하였다. 일반적으로 연료몰분율, 설정온도 및 체류시간이 증가할수록 매연농도는 증가하였다. 그러나 매연생성에 요구되는 반응시간보다 체류시간이 길어질 경우 매연의 양은 궁극적으로 체류시간과 무관하게 되는 것을 확인하였다. 이와 같은 특성을 무차원 시간변수 와 무차원 매연수율 의 개념을 도입하여 해석하였다. 값이 1보다 크면 무차원 매연수율(또는 생성되는 매연의 양)은 체류시간에 무관하게 되고, 값이 1보다 작으면 무차원 매연수율은 체류시간에 따라 증가하였다. TEM/SEM 이미지 분석으로부터 배출되는 매연단일입자의 평균직경도 조절 가능하다는 것을 확인하였다. 연료가 고온로 내부에서 노출되는 체류시간이 짧아지거나 또는 연료몰분율이 감소할수록 생성된 매연단일입자의 크기가 감소하였다. 그러므로 무차원 시간변수 가 1보다 작은 영역에서는 설정온도와 연료몰분율, 체류시간에 따라 매연입자 크기의 제어가 가능하다는 것을 알 수 있었다. 그러나 무차원 시간변수 가 1보다 큰 경우에는 체류시간과는 무관하고 연료 몰분율 조절로 매연단일입자의 크기를 제어할 수 있었다.
고온로 매연발생장치는 모든 운전조건을 독립적으로 제어할 수 있도록 개발되었다. 특히 설정온도, 연료종류, 연료 농도, 제류시간의 독립적인 제어로 요구되는 농도와 매연단일입자의 크기를 갖는 매연의 생성과 배출이 가능한 것을 확인하였다. 따라서 개발된 매연발생장치는 연구 목적에 따라 특정하게 요구되는 물리적, 화학적으로 잘 정의된 매연입자의 제공이 가능하고 매연입자와 관련된 다양한 연구 분야에 도움을 줄 것으로 기대된다.
체류시간과 설정온도가 동일한 경우 연료몰분율은 배출되는 매연입자의 양에 영향을 미치며, 연료몰분율이 증가할수록 매연입자의 배출이 증가하였다. 설정온도가 낮고 동시에 체류시간이 짧은 경우 갈색의 매연이 배출되며 체류시간 길고 설정온도가 높을 경우에는 완전히 탄화된 검정색의 매연입자가 배출되는 것이 관찰되었다. 매연발생장치를 통해 배출되는 매연수율/매연농도는 반응온도와 반응시간에 따라 변하였다. 일반적으로 연료몰분율, 설정온도 및 체류시간이 증가할수록 매연농도는 증가하였다. 그러나 매연생성에 요구되는 반응시간보다 체류시간이 길어질 경우 매연의 양은 궁극적으로 체류시간과 무관하게 되는 것을 확인하였다. 이와 같은 특성을 무차원 시간변수 와 무차원 매연수율 의 개념을 도입하여 해석하였다. 값이 1보다 크면 무차원 매연수율(또는 생성되는 매연의 양)은 체류시간에 무관하게 되고, 값이 1보다 작으면 무차원 매연수율은 체류시간에 따라 증가하였다. TEM/SEM 이미지 분석으로부터 배출되는 매연단일입자의 평균직경도 조절 가능하다는 것을 확인하였다. 연료가 고온로 내부에서 노출되는 체류시간이 짧아지거나 또는 연료몰분율이 감소할수록 생성된 매연단일입자의 크기가 감소하였다. 그러므로 무차원 시간변수 가 1보다 작은 영역에서는 설정온도와 연료몰분율, 체류시간에 따라 매연입자 크기의 제어가 가능하다는 것을 알 수 있었다. 그러나 무차원 시간변수 가 1보다 큰 경우에는 체류시간과는 무관하고 연료 몰분율 조절로 매연단일입자의 크기를 제어할 수 있었다.
고온로 매연발생장치는 모든 운전조건을 독립적으로 제어할 수 있도록 개발되었다. 특히 설정온도, 연료종류, 연료 농도, 제류시간의 독립적인 제어로 요구되는 농도와 매연단일입자의 크기를 갖는 매연의 생성과 배출이 가능한 것을 확인하였다. 따라서 개발된 매연발생장치는 연구 목적에 따라 특정하게 요구되는 물리적, 화학적으로 잘 정의된 매연입자의 제공이 가능하고 매연입자와 관련된 다양한 연구 분야에 도움을 줄 것으로 기대된다.
목차
Ⅰ. 서론 11. 연구 배경 및 목적 1Ⅱ. 실험 장치 42.1 매연발생장치(Soot generator) 42.2 액체증발장치(Liquid evaporator) 82.3 질소희석 배기장치 122.4 가열관(Heating tube) 142.5 매연발생장치의 튜브 내부 관리 및 세척 16Ⅲ. 실험 방법 183.1 매연발생장치의 고온로 내부온도 측정 183.2 매연입자 모사 203.3 매연입자 가시화 223.4 매연입자의 크기 및 구조 측정법 233.5 매연입자 농도측정법 24Ⅳ. 실험 조건 274.1 고온로 내부온도 측정 실험 조건 274.2 매연입자 가시화 및 구조적 특성 실험 조건 284.3 매연농도 실험 조건 314.4 경유의 매연생성 실험 조건 33Ⅴ. 결과 및 고찰 345.1 매연발생장치의 고온로 내부 온도 변화 345.2 매연발생장치 운전조건에 따른 매연생성 특성 385.2.1 프로필렌의 매연생성 특성 405.2.1.1 매연입자 가시화 405.2.1.2 매연농도 변화 425.2.1.3 매연입자 크기 및 구조적 특성 445.2.2 n-헥산의 매연생성 특성 485.2.2.1 매연입자 가시화 485.2.2.2 매연농도 변화 495.2.2.3 매연입자 크기 및 구조적 특성 535.2.3 매연발생장치의 매연생성 특성 해석 575.3 경유의 매연생성 특성 61Ⅵ. 결론 63참고문헌 66부 록 69영문요약 72
최근 본 자료
댓글(0)
0