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날개 없는 선풍기의 대표 주자인 다이슨 선풍기는 어떤 원리로 날개가 없는데 바람이 나오는 걸까요? 이 글에서는 다이슨 선풍기의 원리를 알아보고 날개 없는 선풍기들의 장점과 단점을 알아보겠습니다.
<목차>
- 날개 없는 다이슨 선풍기 외형과 실내
- 날개 없는 선풍기의 원리
- 같은 원리가 쓰이는 다른 곳
- 날개 없는 선풍기의 장점과 단점
날개 없는 다이슨 선풍기 외형과 실내
청소기로 유명한 다이슨에서 선풍기를 출시했을 때는 날개가 없는데 강력한 바람이 나오는 것으로 유명세를 탔습니다. 지금에 와서는 날개 없는 선풍기들이 나왔지만, 다이슨이 처음 만들기 전에는 날개 없이 선풍기를 만든다는 개념 자체가 없었습니다.
다이슨은 청소기로 시작해서 공기와 관련된 다양한 제품을 만들기 시작하는데요. 지금에 와서는 다이슨이 단순히 선풍기뿐만 아니라 헤어드라이기와 에어랩 등 다양한 제품을 만듭니다. 다이슨에서 만들기 전에는 있지도 않았던 개념들의 제품이라 다음에 다이슨이 만드는 제품은 무엇일지 기대가 되기도 합니다. 그럼 아래에서 날개 없는 선풍기에 대해 이어서 살펴보도록 하겠습니다.
날개 없는 선풍기의 원리
그럼 다시 본론으로 돌아와서 날개 없는 선풍기의 원리는 무엇일지 살펴보겠습니다. 먼저 이 동영상을 살펴봅시다.
동영상에서 보신 것처럼 빨대로 빨아들인 것도 아닌데 오히려 빨대를 타고 물이 올라오며 분무기같이 물이 뿌려지게 됩니다. 이는 실제 분무기의 원리와 같고, 이 현상은 베르누이의 원리로 설명할 수 있습니다.
베르누이 원리
과학자 베르누이는 “유체의 속도가 높은 곳에서는 압력이 낮고, 유체의 속도가 낮은 곳에서는 압력이 높다.”는 것을 실험을 통해 발견하고 베르누이의 원리라는 이름을 붙이게 됩니다. 설명이 어렵다면 하나씩 설명해드리겠습니다.
유체라는 것은 흐르는 물체를 이야기합니다. 우리 주변에 볼 수 있는 유체는 흐르는 물, 흐르는 공기 등이 있습니다. 즉, 공기의 흐름이 빠른 곳에서는 압력이 낮아지고, 공기의 흐름이 느린 곳에서는 압력이 높다는 것입니다. 이것은 고기압에서 저기압으로 공기가 움직이는 것과 연결이 됩니다.
고기압과 저기압
아침이나 저녁에 뉴스에서 나오는 날씨 예보를 보면 날씨를 설명하면서 고기압과 저기압이라는 이야기가 나옵니다. 고기압은 같은 공간에 공기의 입자가 많아서 공기가 만드는 압력이 높은 것을 이야기하는 것이고 저기압은 같은 공간에 공기 입자가 적어서 공기가 만드는 압력이 낮은 것을 이야기합니다.
방금 산 탄산음료가 담긴 페트병을 눌러보면 단단하게 느껴지지만 김이 빠진 페트병을 다시 누르면 말랑말랑 하지요? 열지 않은 탄산음료 병은 안에 공기가 페트병을 강하게 누르는 고기압 상태라서 단단하게 느껴지는 것이고, 한 번 개봉한 페트병은 압력이 낮아진 상태라서 상대적으로 비교하자면 압력이 낮은 상태라고 할 수 있습니다. 공기는 고기압인 상태에서 저기압인 상태로 움직이려고 하는 성질을 가지고 있어, 가만히 놔두면 모든 곳이 같은 압력을 가지도록 하려고 합니다. 그래서 고기압에서 저기압 쪽으로 바람이 불게 되며, 기압이 같아지면 바람이 멈추게 됩니다.
그래서 다이슨 선풍기는?
위의 두 가지 원리인 베르누이의 원리와 고기압에서 저기압으로 공기가 움직이는 원리가 합쳐지면 다이슨 선풍기의 원리가 만들어집니다. 다이슨 선풍기의 아래쪽을 살펴보면 구멍이 있는데 아래쪽에서 모터를 돌려 공기를 위로 뿜어 올리면 위에 작은 틈으로 바람이 빠져나가게 되는데, 이 때 바람의 속도가 굉장히 빨라서 압력을 크게 낮추게 되고, 이는 저기압이 되어 주변의 공기를 함께 움직이게 만들게 됩니다. 이것이 다이슨 선풍기의 원리이고, 빨아들인 공기의 약 15배를 움직이게 만든다고 합니다.
같은 원리가 쓰이는 다른 곳
다이슨 선풍기가 날개 없이 바람을 만들 수 있게 한 베르누이의 원리는 우리 주변에서 다양하게 살펴볼 수 있는데요. 비행기의 날개는 옆에서 보면 반듯하지 않고 유선형으로 이루어져 있습니다. 이는 기압의 차이를 만들어서 공기가 비행기를 올리는 힘을 만들게 해줍니다.
로켓스토브와 화덕은 공기를 따뜻하며 위로 올리는 상승 기류를 만드는데, 이는 굴뚝으로 연기가 빠져나가고 아궁이와 화구로는 연기가 역류하지 않도록 도와줍니다.
앞서 영상으로 살펴본 간이 분무기뿐만 아니라 실제 분무기도 손잡이를 잡아당기면 높은 압력을 만들어 바람을 만들어 내고 이때 생긴 바람으로 아래에 있는 물을 빨아들여 분사시켜줍니다.
날개 없는 선풍기의 장점과 단점
이처럼 신기한 과학 원리가 숨어있는 날개 없는 선풍기는 그 원리로 인해 장점과 단점이 명확하게 갈리는데요. 아래에서 날개 없는 선풍기의 장점과 단점에 대해 알아보겠습니다.
장점
- 날개가 없어서 아이들이 손을 다칠 걱정이 없다.
- 청소가 편하다.
- 바람이 일정한 세기로 부드럽게 나온다
비싼 가격에도 불구하고 다이슨 선풍기를 구입하시려는 분들의 큰 특징이 디자인과 안전입니다. 바람을 만드는 모터가 안에 숨어있고 날개가 없기 때문에 아이가 있는 집은 안전하게 사용할 수 있습니다. 분해 청소는 다른 이야기지만, 날개가 없기 때문에 청소가 비교적 간편합니다. 또 BLDC 모터를 사용해 바람의 세기를 세밀하게 조절할 수 있고, 바람의 단절이 없기 때문에 일정한 세기의 부드러운 바람을 경험할 수 있습니다. 날개가 있는 선풍기라면 날개의 개수가 많을수록 부드러운 바람을 느낄 수 있다고 합니다.
단점
- 소음이 크다.
- 공기 흡입구가 아래에 있어 바닥 먼지를 빨아들여 수명이 단축될 수 있다.
- 가격이 비싸다
- 전복의 가능성이 있다.
단점으로는 바람을 빨아들이는 데 사용하는 모터가 BLDC 모터인데, BLDC 모터를 이용하는 대부분의 선풍기가 일정 세기 이상으로 올라가면 소음이 상당히 커지는 문제가 있습니다. 또한 아래에 흡기구가 있어 먼지를 더 쉽게 빨아들여 내부에 있는 모터에 먼지가 끼어 문제 소지가 있을 수 있습니다. 또한 일반 선풍기가 비싸야 10만원대인 것을 생각해보면 기본이 30만원대인 다이슨 선풍기의 가격은 한 번쯤 구입을 생각해보게 합니다. (다른 메이커에서는 10만원대도 있습니다.) 마지막으로 높이가 높다 보니 아이가 장난쳤을 때 쉽게 넘어질 수 있게 됩니다.
지금까지 베르누이의 원리를 이용한 날개 없는 선풍기의 원리와 장단점에 대해 살펴보았습니다. 과학은 어떻게 사용하느냐에 따라 다양한 발명품을 만들어 낼 수 있는 게 참 신기한 것 같습니다. 혹시 에어컨을 사용하는데 어떻게 해야 전기를 아낄 수 있는지 궁금하다면 아래 링크에 설명되어 있으니 참고해보시기 바랍니다.
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