[생활속 과학]날개없는 선풍기....바람은 어떻게 날까?

최소망 기자 입력 ; 2018.08.26. 07:50


     최근 날개 없이도 시원한 바람을 발생시킬 수 있는 선풍기를 곳곳에서 볼 수 있다.

어떻게 날개 없이도 바람을 만들 수 있을까.


     권기정 한국항공우주연구원 비행시험실 박사는 "날개없는 선풍기 외에도 베르누이의 법칙은 공기는 물론 물 등 다양한 유체의 흐름에서 활용되고 있다"면서 "일반적으로 바람이 많이 불때 사람이 숨을 편하게 쉬고자 코 밑의 공기흐름을 본능적으로 막는 것도 관련한 사례로 볼 수 있다"고 설명했다.


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© News1 김일환 디자이너

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[서울=뉴스1] 최소망 기자


     최근 날개 없이도 시원한 바람을 발생시킬 수 있는 선풍기를 곳곳에서 볼 수 있다. 어떻게 날개 없이도 바람을 만들 수 있을까.


     바람은 공기간의 압력, 즉, 기압차 때문에 발생한다. 기압이 높은 공간에서 기압이 낮은 공간으로 공기가 채워지면서 바람이 불게 된다.  반대로 기압 차이를 만들어주면 바람이 발생할 수 있다.

    우선 날개가 없는 선풍기의 원리를 이해하려면 구조를 알아야 한다.  선풍기의 아랫부분은 원기둥 모양이며, 윗부분은 동그란 고리 모양이 기본 형태다. 특히 동그란 고리 모양의 단면을 살펴보면 텅빈 비행기 날개 모양처럼 만들어져 있다. 두 구조는 모양이 다른 만큼 역할도 다르다.


    원기둥에는 전기 모터가 있어 1초당 약 20Lit.에 달하는 공기를 흡입하는 게 가능하다. 흡입된 공기는 속이 빈 둥근 고리 안쪽으로 밀려 올라가게 된다. 이때 둥근 고리 안쪽에서 공기 속도는 시속 88km까지 오른다. 좁은 공간에 많은 공기가 들어가다 보니 속도가 빨라진다.


    빨라진 공기는 둥근고리 안쪽의 작은 틈으로 빠져나온다. 이때 공기나 물과 같은 유체가 빠른 속도로 흐르면 압력이 낮아지고, 느린 속도로 흐르면 압력이 커지는 원리인 '베르누이의 원리'(Bernoulli's law)가 적용된다.


베르누이 원리의 가장 대표적인 사례는 비행기가 하늘에 뜰 수 있도록 하는 비행기 날개에 있다. 비행기 날개를 단면으로 보면 위는 볼록한 곡면이지만 아래쪽은 편평한 형태를 띄고 있다. 이 때문에 날개 위쪽이 아래쪽보다 더 빠르게 공기가 흘러 날개 윗면 기압이 아랫면보다 낮아지면서 비행기가 위로 떠오르는 힘인 양력이 생긴다.


    날개 없는 선풍기의 둥근 고리도 같은 모양이다. 다만 비행기 날개를 뒤집어 놓은 모양으로 둥근 고리 단면을 보면 고리의 바깥쪽은 평평하고 안쪽은 둥그렇다. 공기는 둥근 면에서 더 빠르게 흘러, 고리 안쪽을 지나는 공기가 바깥쪽보다 빨라 둥근 고리 안쪽에 기압이 낮아지면서 주변 공기가 고리 안쪽으로 이동해 바람이 더욱 증폭된다.


처음 빨아들인 바람보다 약 15배나 강한 바람이 나오는 게 가능해진다.


  권기정 한국항공우주연구원 비행시험실 박사는 "날개없는 선풍기 외에도 베르누이의 법칙은 공기는 물론 물 등 다양한 유체의 흐름에서 활용되고 있다"면서 "일반적으로 바람이 많이 불때 사람이 숨을 편하게 쉬고자 코 밑의 공기흐름을 본능적으로 막는 것도 관련된 사례로 볼 수 있다"고 설명했다.


somangchoi@news1.kr