바람을 만드는 마법? 날개 없는 선풍기의 과학
겉보기엔 마치 공기청정기처럼 생긴 날개 없는 선풍기(Bladeless Fan). 뱅글뱅글 도는 날개가 전혀 없는데도, 어딘가에서 시원한 바람이 불어옵니다. 이게 도대체 어떻게 가능한 걸까요? 비밀은 보이지 않는 내부 구조와 과학 원리에 숨어 있습니다.
눈에 보이지 않지만, 분명히 존재하는 ‘날개’
날개가 없는 게 아니라, 안 보일 뿐입니다. 선풍기의 하단, 즉 기둥처럼 생긴 본체 속에는 고속으로 회전하는 작은 팬이 숨어 있어요. 마치 비행기 제트 엔진처럼 주변의 공기를 빨아들이고, 그 공기를 선풍기 상단의 고리 형태 구조로 강하게 밀어 올립니다. 이때까지는 일반 선풍기와 비슷해 보일 수 있지만, 진짜 과학은 그 다음 단계에서 시작됩니다.
좁은 틈에서 터져 나오는 바람, 압력의 비밀
고리의 안쪽에는 눈에 잘 보이지 않는 가느다란 틈이 있습니다. 팬이 밀어 올린 공기는 이 틈을 통해 빠른 속도로 뿜어져 나오는데, 그 순간 베르누이의 원리가 작동합니다.
즉, 공기의 속도가 빨라질수록 압력이 낮아지죠. 그 결과, 고리 안쪽은 저압 상태가 되고, 주변의 공기들이 스스로 그 공간을 메우기 위해 몰려듭니다. 마치 비행기 날개 위에 형성되는 양력처럼, 압력 차이를 이용해 바람이 증폭되는 것이죠.
코안다 효과, 공기의 경로를 바꾸다
또 하나의 과학 원리는 코안다 효과(Coandă Effect)입니다. 고속의 공기가 좁은 틈을 지나면서 고리의 곡면을 따라 흘러가게 되는데, 이때 공기는 곡면에 달라붙는 경향을 보입니다. 그 결과, 공기의 흐름이 자연스럽게 고리 주위의 공기까지 끌어들이는 방향으로 확산되며, 더 많은 바람을 만들어냅니다.
소량의 공기로 만들어낸 거대한 바람
이 과정에서 일어나는 또 하나의 흥미로운 현상은 유도(Inducement)와 동반 유동(Entrainment)입니다. 즉, 본체 내부의 팬이 만들어낸 소량의 공기 흐름이 더 많은 주변 공기를 끌어들여, 총량을 수배 이상 늘리는 것이죠. 어떤 모델은 15배 이상 바람이 증폭된다고도 합니다. 결과적으로 강하지만 부드러운 바람이 만들어지는 거죠.
단순한 디자인이 아닌, 똑똑한 과학의 결정체
이처럼 날개 없는 선풍기는 단순히 ‘미니멀한 디자인’만을 자랑하는 것이 아닙니다.
- 외부에 날개가 없으니 어린이나 반려동물에게도 안전하고,
- 바람이 고르게 퍼져서 피부에 닿는 느낌도 훨씬 부드럽고,
- 날개 청소도 필요 없어서 관리도 편리합니다.
가장 인상적인 점은, 눈에 보이지 않는 날개와 고리 구조를 통해 과학을 디자인으로 구현했다는 점입니다. 바람을 만들기 위한 물리 법칙을 절묘하게 응용한, 현대 가전의 한 획이라고 할 수 있죠.
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https://youtu.be/2_ZRPAGPmtw?si=6mbmEPHOCx4PuOTV
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