베르누이의 원리를 통해 만들어진 날개 없는 선풍기

베르누이의 원리를 통해 만들어진 날개 없는 선풍기

 
뜨거운 여름이 다가오고 있습니다. 선풍기가 없다면 정말 힘들겠죠. 그래서 오늘은 선풍기의 원리에 대해서 이야기하려고 합니다. 또한 날개 없는 선풍기를 보신 적이 있을 텐데요. 날개가 없이도 시원한 바람이 나오는 원리에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
 
그럼 먼저 일반적인 선풍기 원리에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
 

선풍기가 바람을 만드는 원리

 
선풍기가 바람을 만드는 것은 아주 간단합니다. 선풍기에 달려 있는 모터가 날개를 회전시키면서 바람을 만들어 냅니다. 이때 바람이 만들어지도록 선풍기 날개의 약간 비틀어 경사각을 만들고 보다 자연스러운 바람이 되도록 날개의 모양과 날개 수를 결정합니다.
 
경사면이 낮은 쪽으로 회전을 하면 선풍기 뒤쪽에 있던 공기가 앞으로 밀려 나가면서 바람을 일으키게 됩니다. 손으로 부채질하는 것에서 조금 머리를 쓴 거죠. 만일 경사각이 없다면 그냥 돌아가는 돌림판이 되겠죠. 
 
이렇게 경사각을 조절해서 바람이 일직선으로 멀리 나가든지 아니면 자연스럽게 퍼지게 할 것인지를 정할 수가 있습니다. 일반 선풍기 보다 서큘레이터의 경사각이 급하게 되어 있는데요. 그렇기 때문에 바람이 일직선으로 멀리 나갈 수 있습니다. 밀어내는 힘이 커지는 거죠.
 
하지만 서큘레이터를 선풍기처럼 사용하는 분이 있는데요. 비슷하면서도 용도가 약간 다릅니다. 서큘레이터는 피부에 직접 쐬기에는 부적합한데요. 바람이 세기 때문에 피부건조와 안구건조를 일으킬 수 있습니다. 서큘레이터의 용도는 공기 순환을 위해 사용하시는 것이 좋습니다. 에어컨의 찬 공기가 집안 구석구석 멀리 퍼져갈 수 있도록 한쪽 구석에 세워서 사용하시는 것을 추천합니다.
 

여름에 없어서는 안되는 물품 선풍기 ⓒ Pixabay로부터 입수된 Young Kim님의 이미지

 
반면에 선풍기는 인체에 바람을 불어 열을 식히도록 만들어진 제품입니다. 잘 알고 있듯이 더워지면 우리 몸은 땀을 만들어 내게 되는데요. 선풍기의 바람은 땀이 인체의 열을 흡수하고 기체가 되어 증발하도록 도와줍니다. 알코올을 솜에 묻혀서 피부에 바르면 시원해지는 느낌을 받게 되는데요. 알코올이 기화하면서 몸의 열을 가지고 가기 때문입니다.
 
그래서 어릴 적 시골에서는 더운 여름에 길에 물들을 뿌렸습니다. 조금이나마 시원해지라고요. 저도 고등학교 기숙사 생활을 하면서 여름에는 자주 교복을 빨아야 했는데요. 그런 경우 선풍기 바람을 이용했습니다. 그냥 걸어 두는 것보다 선풍기 바람을 쐬어주면 빨래도 훨씬 빠르게 마르게 된다는 사실 기억하시기 바랍니다.
 
이처럼 선풍기는 피부에 직접 닿는 부드러운 바람을 만들기 위해서 날개를 정하게 됩니다. 선풍기 날개는 보통 3 엽, 4 엽, 그리고 5 엽까지 다양하게 제작이 됩니다.
 
바람을 부드럽게 만들려면 날개 수가 많아야 합니다. 쉽게 설명하면 1회 회전할 때 날개가 3개면 바람을 3번에 나눠서 보냅니다. 그렇기 때문에 3번보다는 5번으로 나눠 보면서 부드러워집니다. 대신 바람의 세기는 약해지죠. 또한 날개가 많으면 날개 면적이 좁아지면서 공기와의 마찰이 적어져서 소음도 줄어들고요. 날개도 날개지만 그것보다  중요한 것은 얼마나 좋은 모터가 돌리는지입니다.
 

날개 없는 선풍기의 원리

선풍기는 경사각을 통해서 바람을 만들어 내는 것은 이해가 되었는데 선풍기 날개도 없는데 어떻게 바람이 만들어지는 것일까요?
 
날개 없는 선풍기는 베르누이의 원리를 이용해서 바람을 만듭니다.
 
베르누이는 흐르는 물체(유체)의 속력과 압력과의 관계를 밝혀낸 사람입니다. 그래서 그의 이름을 따서 베르누이의 원리라고 부릅니다.
 
베르누이는 물이 좁은 곳을 통과할 때는 속도가 빨라지면서 압력이 낮아지고, 넓은 곳을 통과할 때는 속력이 느려지면서 압력이 높아지는 것을 발견했습니다. 날개 없는 선풍기는 이것을 이용해서 바람을 만들어 내는데요.
 

날개 없는 선풍기 다이슨 쿨 제품의 작동 원리 설명

 
 

날개 없이도 바람이 나오는 원리

1. 공기흡입 모터가 빠르게 회전하면서 주변 공기를 빨아 들어 바람이 나갈 곳을 밀어냅니다.
2. 들어온 공기는 비행기 날개의 단면을 닮은 원형 고리 안에서 빠르게 회전합니다.
3. 좁은 틈을 통해 더 빠른 속도록 빠져나갑니다.
4. 공기가 빠른 속도로 빠져나오면 베르누이의 원리에 의해 압력이 낮아지고 압력이 낮아지면 뒤쪽의 공기를 빨아들입니다.
5. 바람이 앞으로 나가면서 주변의 공기도 다시 빨아들여 더 많은 바람이 만들어집니다. 이때 공기는 모터에서 흡입한 것의 약 15배로 늘어나게 됩니다. 

 

하지만 날개 없는 선풍기에도 단점은 존재합니다.

• 선풍기에 비해 높은 가격입니다. 그래도 안정성과 인테리어 측면에서는 높은 점수를 줄 수 있습니다.
• 공기의 흐름을 빠르게 하기 위해 만들어졌기에 어쩔 수 없는 바람 소리가 발생합니다. 소음을 줄이면 바람이 약해지고 날개 없는 선풍기의 딜레마입니다.

 

참고로 일반 선풍기와 날개 없는 선풍기의 바람 비교

일반 선풍기	날개 없는 선풍기
날개와 날개 사이 빈 공간이 있어 바람의 흐름이 끊기면서 바람의 세기가 달라짐.	일반 선풍기 보다 바람이 약하지만 바람의 흐름이 끊기지 않고 일정한 바람 세기를 만들 수 있음.

 

어찌 되었든 에어컨과 함께 사용하시길 권장합니다.