3D 프린팅은 다수의 레이어(layer)를 적층하여 물체를 제작하는 기법으로, 복잡한 형상을 가지는 물체를 비교적 쉽게 제작할 수 있 다. 이를 건설 산업에 접목한 3D 콘크리트 프린팅(3D concrete printing)은 콘크리트 타설 시 거푸집을 사용하지 않으며, 비교적 적은 작업량과 인력이 요구되므로 경제적인 시공이 가능하나, 출력된 3D 프린팅 콘크리트는 일반 콘크리트 대비 다소 낮은 강도가 예상된 다. 따라서, 본 연구에서는 3D 프린팅 콘크리트 시편의 물성을 분석하였다. 3D 프린팅 콘크리트 시편 출력을 위해 Ultimaker Cura 소 프트웨어로 형상 및 출력 경로를 설계하고, 이를 바탕으로 3D 프린터를 제어하는 G-code를 생성하였다. 연구에서 사용된 3D 프린터 의 출력 성능과 콘크리트의 적층성, 유동성 등을 고려하여 최적의 배합비를 선정하였고, 시편 출력에 활용하였다. 시편 출력 시 동일 한 치수를 가지는 몰드 시편을 함께 제작하여 비교･분석에 사용하였다. 각 시편의 물성은 휨강도 시험과 압축강도 시험을 통해 각각 의 강도를 측정하였고, 비교･분석하여 3D 프린팅 콘크리트 시편의 물성을 확인하였다.

가솔린 증기와 브라운 가스를 혼합한 연료를 사용하여 변형을 가하지 않은 다양한 종류의 가솔린 엔진을 성공적으로 작동하였다. 이 때 일정한 ‘rpm’ 상태에서 사용된 가솔린 증기와 브라운가스 (또는 브라운 가스 발생 전기에너지)의 총열량 소모를 순수한 액상 가솔린을 사용한 경우와 비교하였을 때 일반적으로 연료가 50% 이하로 소모되는 획기적인 결과를 나타내었다. 가솔린 분무에 의한 엔진의 작동의 근본적인 문제점 중의 하나는 분무 연소(spray combustion)에 따른 무화(atomization)와 기화(evaporation) 그리고 산소와의 난류혼합(turbulent mixing) 과정에 소요되는 시간상의 지연과 산화제 공기에 포함된 질소 분자의 존재 때문에 액상 가솔린 연료의 에너지는 짧은 엔진 작동 시간동안에 효율적으로 동력으로 전환되지 못하고 높은 온도의 배기가스로 방출된다. 그러므로 현대의 자동차 엔진은 에너지 효율이 20 ~ 30% 정도에 머무르고 있으며 따라서 가솔린의 열량의 70 ~ 75%는 유용한 동력으로 전환되지 못하고 배기가스에서 열로 소모되고 있는 것으로 나타난다. 본 연구에서는 가솔린 증기와 브라운 가스를 혼합한 기상상태의 연료를 공기와 예혼합하였다. 예혼합하는 방식은 전기분해를 통해 발생하는 브라운 가스를 가솔린 통을 통과시켜 브라운 가스 버블과 액상 가솔린간에 버블 동역학적인 물질전달현상에 의하여 가솔린 증기와 브라운가스가 혼합되는 장치를 고안하였다. 결론적으로 본 연구에서는 액상 가솔린 연료의 분무 연소에 따른 시간상의 지연에 따른 문제점을 보완하기 위하여 가솔린 수증기를 사용하였으며 순수한 가솔린 수증기의 절대 열량의 부족을 브라운가스의 폭발적인 연소 특성과 질소분자의 양을 줄이는 독창적인 아이디어를 고안하였으며 그에 요구되는 장치를 구현하였다. 전산해석적인 방법에 의하여 액상 가솔린과 가솔린 증기와 브라운 가스를 혼소한 경우 각각의 연료와 산화제의 조성을 가지고 3차원 원통형 연소로에서 연소를 시켜 정상상태의 화염특성을 비교하였다. 연료의 양과 조성이 매우 상이함에도 불구하고 화염의 양상과 온도 분포가 매우 유사한 결과는 가솔린증기와 브라운가스의 혼소한 경우 작은 양의 연료에도 불구하고 같은 수준의 동력이 나타남을 의미하는 것으로서 실험과 일치하는 결과라 할 수 있다. 위의 결과는 전체 열량의 관점에서는 액상 가솔린 사용시 산화제 공기에 포함된 질소분자의 가열에 필요한 불필요한 열량손실을 줄인 반면에 브라운가스와 가솔린 증기 혼소에 의하여 효과적인 연소를 촉진한 결과로 해석된다.

The stoichiometric gas from an advanced alkaline electrolysis process as developed by Yull Brown is called as HHO gas or Brown gas. By this process, two moles of H2 and 1mole of O2 gases are generated stoichiometrically in a wellpremixed state. Due to the fact that very clean fuel can be obtained relatively easily by the simple equipment of electrolysis, the research of this gas has been continuously performed, even though the criticism has been made by many researcher of this area. The main controversial argument is in that the use of high quality electrical energy is used again for the generation of another combustible fuel with less than 100% efficiency in its energy transform. In fact, since Brown gas exists in the state of a completely mixed state only with oxygen molecule, there is no time delay due to turbulent mixing occurring in practical combustion process. Therefore, the high reaction rate is likely to have a high chance of backfire. Further, since there is no inert material like nitrogen as in air, the flame temperature rises unnecessarily high. In order to prevent the backfire phenomenon, the increase of injection velocity of fuel nozzle causes the formation of very unstable long flame with good chance of flame lift-off. One of practical application methods, the co-combustion of Brown gas with other fuel like gasoline and LNG, etc has been reported in open literature in order not only to increase the combustion efficiency but also for the reduction of pollutant emission such as NOx. In order to control the negative aspect of flame characteristics of Brown gas, in this study, an novel method is employed by premixing Brown gas with water vapor and the co-combustion performance and characteristics has been studied numerically for a combustor operated for kiln drying method. To this end, a commercial code(STAR-CCM+7.06) has been employed with the program verification against operational data of kiln drying combustor and a parametric numerical calculation has been made with the change of the amount of water vapor in the fuel mixture of Brown gas and water vapor. The calculation results show that the combustion feature looks quite stable without showing any unstable flame feature like long thin flame and backfire. Further temperature and streamline contours with the amount of water vapor content look consistent and physically acceptable. This result suggests that the addition of water vapor in the Brown gas looks one of promising method for the use of Brown gas as clean fuel.