This study describes the effects of palm oil biodiesel (PD) blended with diesel on the combustion performance, emission characteristics and soot morphology in a 4-cylinder CRDI diesel engine. 5 kinds of fuels are used with blending as diesel/biodiesel volume ratio 0%, 10%, 20%, 30%, 100%. The engine is operated under idle speed, 750rpm and load conditions of the engine are 0 Nm and 40Nm. The Coefficient of Variation(COV) of Indicated Mean Effective Pressure(IMEP) shows that the engine operates very steadily in the idle state. But fuel consumption is increased. And Emission results show that the oxygen in biodiesel has a great influence on the production of exhaust emissions. The nitrogen oxides(NOx) is decreased because of high viscosity and low heating values of biodiesel at low blend ratio. But NOx and Carbon monoxide(CO) are increased above a certain blend ratio. Particulate matter(PM) and Hydrocarbons(HC) is decreased according to increase of blend ratio. The size of soot is decreased and the morphology of soot is developed to cluster with increasing blend ratio.

이 연구는 초음파 에너지의 공동현상(Cavitation)을 이용하여 선내 제조된 혼합연료유의 문제점을 개선하고 혼합연료유의 안정적인 사용이 가능하도록 하여 선박운용비의 상당부분을 차지하는 연료비를 절감하고자 한다. 실험은 선내 혼합연료유 제조 방식을 모사하여 선박용 연료유 M.G.O(Marine Gas Oil)와 MF-180(Marine Fuel-oil 180)를 각각 부피비 기준으로 0.25:0.75 및 0.75:0.25 비율로 혼합하였으며 초음파 처리장치를 이용하여 혼합연료유에 초음파 에너지를 직접 조사하여 초음파 에너지가 혼합연료유에 미치는 영향에 관해 고찰하였다. 실험결과, 선내 혼합유 제조시 보고되었던 문제점을 확인하였으며, 혼합시료유의 초음파 조사 후 잔류탄소량은 최대 28.4 % 감소하였다. 또한, 잔류탄소량 감소 및 분산 안정성 분석결과를 토대로 초음파 에너지에 의한 캐비티의 붕괴압이 연료입자 미립화에 효과가 있고, 중질연료유가 많이 함유된 혼합연료유의 일시적인 가용성을 높일 수 있을 것으로 판단되었다.

선박엔진은 잔사유를 에너지원으로 활용하여 운항할 수 있으며, 이를 활용한 선박에서 환경 규제와 경제성을 모두 만족시키는 다양한 방안들이 모색되고 있다. 그 중에 한 방안으로 연료 첨가제를 활용하는 기술이 있을 수 있다. 분산제와 연소촉진제는 잔사유활용 시 엔진의 연소특성 촉진에 기여할 것이라는 기대를 받고 있다. 따라서, 본 연구에서는 연소성 분석 장비(FIA/FCA)와 열 중량 분석 장비(TGA)를 활용하여 잔사유 연료첨가제가 혼합된 잔사유의 연소성을 분석하였다. 연소성 분석 장비(FIA/FCA)의 결과로는 연소에 의한 일의 총량을 분석하도록 분석법이 개발되었으며, 이 때문에 본 연구를 통하여 동일 장비를 활용하면서도 연소 효율을 간단하게 평가할 수 있는 방안을 제시하였다. 연소성 분석 결과인 ROHR 곡선으로부터, 단순한 삼각함수를 활용하여 연소특성을 예측할 수 있는 방안을 제시하였으며, 이 기법을 활용하여 기존의 압력 곡선과 유사한 결론을 도출할 수 있었다. 열 중량 분석(TGA)의 경우 연료유의 증발 특성에 민감하게 반응함을 확인하였고, 첨가제가 연료유 증발에 효과적으로 작용함을 확인하였다.

국산 소형어선용 예연소실식 디이젤기관에 혼합연료유(정유+중유)를 사용할 경우 혼합연료유의 성질, 연소특성 및 기관성능에 관하여 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 혼합연료유의 혼합비율(중량비율)이 증가함에 따라 비중은 선형적으로 증가하였고, 점도-온도 곡선은 Walther-ASTM 식과 일치하였으며, 착화성지수인 CCAI의 값은 기울기 1.0에 가까운 직선으로 증가하였다. 2) 동일운전조건에서 착화지연은 CCAI의 값이 810(혼합비율 60%)까지는 미소하게 증가하였으나, 그 이상의 값에서는 현저하게 증가하였다. 따라서, 혼합연료유의 착화성을 나타내는 CCAI의 값은 810 이상에서 적용하는 것이 타당하다. 3) 연소최고압력은 혼합비율 40%까지 증가하다가 감소하였으며, 그을음농도는 60%부터 현저하게 증가하였으므로, 본 실험에서 무그을음 연료비절감의 안전운전 혼합비율은 50%가 적당하다