대체연료의 분무 및 연소 가시화 실험

소개

본 실험에서는 H, CNG, LPG, biodiesel 등의 다양한 연료의 분무특성 및 연소특성을 파악하고자 한다. 실험에 당량비, 점화시기, 분사압 등을 설정할 수 있는 정적 연소기를 사용하였으며 고속카메라를 이용하여 새도우그래프 및 실사촬영을 통해 분무발달과정과 연소특성을 가시화 하였다. 또한, 가시화 실험을 통해 고효율 저공해 엔진 개발을 위한 기초 자료를 제공하고자 한다.

목차

목적
원리
장치
방법
주의사항
쉐도우그래프(Shadow Graph)와 슈리렌(Schlieren) 촬영법에 대해 조사
고찰

본문내용

대체연료의 분무 및 연소 가시화 실험
1. 실험목적
본 실험에서는 H, CNG, LPG, biodiesel 등의 다양한 연료의 분무특성 및 연소특성을 파악하고자 한다. 실험에 당량비, 점화시기, 분사압 등을 설정할 수 있는 정적 연소기를 사용하였으며 고속카메라를 이용하여 새도우그래프 및 실사촬영을 통해 분무발달과정과 연소특성을 가시화 하였다. 또한, 가시화 실험을 통해 고효율 저공해 엔진 개발을 위한 기초 자료를 제공하고자 한다.
2. 실험원리
Fig. 1 기기의 개략도
실제 기관과 유사한 조건에서 분무, 연소를 관찰하기 위하여 보어는 123 mm, 폭은 30 ~ 140 mm로 조절이 가능한 정적 연소기를 제작하였다. 그 주변에 레이저와 각종 광학기기를 설치하여 고속카메라로 분무 및 연소 가시화를 실시한다. 또한, 정적연소기 주변장치로 흡기밸브, 배기밸브, 압력센서, 점화를 위한 전극 및 가스분사를 위한 인젝터를 장착하였고, 분무 및 연소 가시화를 위해 양측에는 직경 153 mm, 두께 40 mm의 강화유리를 설치하였다. 연소기내의 잔류가스를 제거하기 위한 진공펌프를 설치하였고, 배기파이프에 감압탱크를 통해 잔류가스를 제거한다. 정적연소기의 구성은 실제 기관에서 불가능한 각종 실험 조건(점화위치, 분사위치, 연소실 형상 등)을 자유로이 변경시킬 수 있도록 설계하였다.
레이저 광원은 거울을 통해 굴절시키고 볼록 렌즈와 오목 렌즈를 통해서 정적연소기를 지나가는 시점에서는 넓은 광원을 유지하여 새도우그래프를 촬영한다. 연료는 인젝터로 올라가서 직접분사가 가능하게 관을 만들고 공기는 스테인레스 스틸관을 사용하여 연소기에 공급이 되도록 제작하였다.

<중 략>

이번 실험을 통해 가장 좋은 연소 조건을 알아 볼 수 있었다. 하지만 모두 각종 문제 등으로 인하여 현재 상용화 되어지고 있지 않았는데, 앞으로 우리 엔지니어들이 극복하여야 할 기술적인 문제들이었다. 최근 한국 차가 외국에서 큰 인기를 끌고 있다는 기사를 본 적 있다. 하지만 실제로 한국 차의 비중은 그리 높지 않다는 것을 배낭 여행 중에 확인할 수 있었다. 현지인에게 이유를 들어보니 한국차는 내구성에 대한 신용이 높지 않아 중고차로 팔 경우 일본 차에 비해 낮은 가격을 받기 때문이라는 말을 들었다. 앞으로 이번 실험을 통해 알 수 있었던 문제점들을 극복하고 신에너지를 사용할 수 있는 자동차를 개발한다면, 환경보호는 물론이고, 세계 자동차 시장에서 한 발 앞서 갈 수 있을 것이다.

참고자료

· 없음