최근 지구의 기후변화는 온실가스가 원인으로 전 세계적 대기환경문제로 크게 부각되고 있다. 국내에서도 기후변화에 적극 대응하기 위한 기술개발이 꾸준히 진행되고 있다. 날씨의 이상고온으로 인한 환경에 미치는 영향과 갑작스런 집중호우가 환경에 미치는 영향을 대상으로 하였다. 우리생활 주변 대기온도가 상승하였을 때 온도변화에 의한 대기오염발생에 미치는 영향을 연구하고자 한다. 본 연구의 실험조건은 선박 디젤기관에서 회전수 1400 rpm, 1600 rpm 그리고 1800 rpm, 부하는 0 %에서 25 %씩 100 %까지 하였고, 흡기 온도변화 는 20℃에서 50℃까지 구분하여 연구하였다. 연구한 결과 흡기온도가 증가함에 따라 일산화탄소 및 탄화수소는 약간 감소하였으나 연료 소비율, 질소산화물, PM은 약간 증가하였다. 또한 연소온도는 큰 변화가 없었다.

본 연구에서는 선박용 엔진을 활용하여 E2, E3 사이클 시험 결과로부터 연료 내 황 함유량 변화에 따른 대기오염물질 배출 특성을 조사하였다. 테스트를 위해 사용된 엔진은 360 PS의 엔진(Doosan L126TIH engine)을 활용하였고, 동력계로는 Horiba-Schenck사의 400㎾급 동력계인 W400을 사용하였다. 엔진에서 발생되는 대기오염물질 계측을 위해서는 오스트리아 AVL사의 FTIR과 SPC 장비를 배기라인 후단에 장착해서 사용하였다. 실험 결과로는 E2, E3 사이클 모두에서 연료 내 황 함유량이 증가할수록 THC와 CO의 단위 출력 당 배출량은 감소하고 입자상물질은 증가하였다. 연료의 황 함유량이 증가할수록 동점도가 증가되어 엔진의 연료소모율이 좋아지는 것을 확인하였다. 이는 본 연구에 사용된 엔진의 경우 연료 분사압력이 일정한 상태에서 동점도 증가에 따른 분무입자의 평균입경이 커짐에 따른 연소 상태가 개선되었기 때문이라 생각되어진다. 질소산화물의 경우 이번 연구에서는 황함유량의 변화에도 배출량에서는 큰 변화를 보이지 않았다.

This study was performed to investigate the effect of fuel combustion enhancing apparatus(FCEA) for ionization of intaking air into cylinder combustion chamber on the combustion performance and emissions characteristics in a 4-cylinder common-rail direct injection diesel engine. The experiments were applied to the engine at an engine speed of 1,500rpm under 20Nm, 40Nm, 60Nm and 80Nm conditions. The test results were compared to each other with or without the FCEA. In the case of the FCEA, the combustion pressure, peak combustion pressure and rate of heat release were increased slightly and the brake specific fuel consumption(BSFC) was decreased slightly when compared to that without the FCEA under all loads at an engine speed of 1,500rpm. However, in the case of the FCEA, the nitrogen oxide(NOx) were increased slightly, the carbon monoxide(CO) and particulate matter(PM) were decreased slightly when compared to that without the FCEA under all loads at an engine speed of 1,500rpm.

난의 종류별로 심비디움, 심비디움 교배종, 덴팔레, 온시디움, 호접란, 그리고 나도풍란의 음이온 발생량을 조사하였으며, 심비디움 20, 40, 60, 80%와 심비디움 교배종 25, 50, 75, 100%의 투입율에 따른 음이온 발생량의 변화를 조사하였다. 그 결과 심비디움 332개 /cm3, 심비디움 교배종 323개/cm3로 심비디움 속이 가 장 발생량이 많았으며, 그 다음이 덴팔레 250개/cm3, 온시디움 203개/cm3, 나도풍란 119개/cm3, 호접란이 77개/cm3 순이었다. 투입율 증가에 따라 심비디움은 40%, 심비디움 교배종은 75%까지는 음이온 발생량이 증가하였으나, 그 이상 투입율에서는 다소 감소하는 경 향이었다. 따라서 식물 종류별로 음이온 발생량을 상호 비교하기 위해서는 식물 투입율이 40% 이하가 적절하 며, 상대습도 등을 감안할 경우 약 30% 정도가 가장 적절한 것으로 보인다.

급격한 기상변화로 인한 극한 강우와 집중폭우의 발생빈도 증가로 기존 수방시설의 한계 용량을 초과해 도심지 침수피해가 빈번하게 발생하고 있다. 최근 도시화 추세가 급격하게 빨라지면서 수방시설 등 사회기반시설에 대한 지하공간 개발의 필요성이 증가하고 있으며, 지하공간을 활용한 지하방수로와 지하저류지 기술이 급부상하고 있다. 본 연구에서는 지하유입시설의 대표적 형상인 접선식 유입구와 나선식 유입구에 대한 공기 배출 효과를 분석하기 위해 유입유량 변화에 따른 수직갱 내부 공기공동(air-core)의 형상 크기를 계측했다. 나선식 유입구의 경우, 저유량 유입조건에서 와류 유도 효과를 개선하기 위해 유입부 바닥면에 계단형 다단식 구조를 도입했다. 수직갱 내부 공기공동의 전체적인 평균 단면적의 경우, 다단식 나선 유입구가 접선식 유입구보다 10% 정도 크게 나타나 고유량 유입조건에서 높은 공기 배출 효과와 유입효율을 나타냈다. 접선식 유입구의 경우, 유입구가 가지는 고유 성능을 유지할 수 있는 최대 유량 조건을 초과하면서 공기 배출 효과가 감소하기 시작했다. 또한, 실험에서 사용된 접선식 유입구와 다단식 나선 유입구 모형에 활용 가능한 기초자료를 제공하기 위해 수직갱 내부 위치에 따른 공기공동 단면적에 대한 실험식(empirical formula)을 제시했다.