밀게분들이 원리와 관련해서 얼마나 관심이 있을지 모르지만 관심이 있으신 분은 참고적으로 보시기 바랍니다.
크게 응결과 소용돌이로 나눠서 설명을 해볼 수 있습니다.
- 응결
위에서 압축이라고 언급을 하셨지만 천음속 영역에서의 항공기나 폭발현장에서 나타나는 Vapor Cone이나 Condensatiom Cloud처럼 위에서 보이는 하얀색 수증기는 소용돌이로 인한 단열팽창으로 압력이 낮아지고 소용돌이 안이 이슬점 이하로 떨어지면서 순간적으로 응결이 되기 때문에 나타나는 것입니다. 응결은 압축이 아니라 팽창이 원인입니다. 단 상대습도가 높아야 저 현상을 눈으로 볼 확률이 높아집니다. 압력이 낮아지는 이유는 아래에서 설명...
- 소용돌이
이게 사실 토네이도와 같은 기상현상과 그 원리가 아주 유사합니다. 그림으로 설명하는 것이 젤 좋긴 한데 그냥 말로 표현을 해볼께요.
터포팬 앞쪽의 흡입구 구멍이 난 곳으로 공기가 빨려들어갈때 대부분의 공기는 앞쪽에서 빨려들어오게 됩니다. 하지만 일부는 흡입구 아래나 뒷쪽에서 빨려들어갑니다. 그렇게 되면 앞쪽에서 오는 공기와 아래와 뒷쪽에서 오는 공기들끼리 서로 마주치게 될 것입니다.
이때 소용돌이가 만들어집니다. 어떠한 물체에 대해 여러방향에서의, 무게중심을 지나지 않는 힘들이 같은 작용선상이 아니게 물체에 작용하면 회전하는 것과 같은 원리입니다. 그리고 그렇게 회전을 하면서 흡입구로 빨려들어갑니다.
문제는 그렇게 빨려들어갈때 마치 깔대기로 물을 집어넣는 것처럼 공기의 단면적이 확 줄어들게 됩니다. 회전하는 영역이 단면적이 줄어들면서 빨려들어가면 당연히 회전속도가 빨라지겠죠? 그렇게 회전속도가 빨라지게 되면 원심력이 커지면서 그 안쪽의 압력이 더 낮아지게 됩니다.
그렇게 되면 주변과 압력차가 커지고 특히 아래쪽에서 빨아들이는 성향이 보다 더 강해집니다. 그런식으로 점점 회전기둥이 커지고 점점 좁아지면서 저런 형태를 띄게 되는 것입니다.
단 흡입구로 빨려들어가는 공기의 속도가 어느 정도를 넘으면 저 소용돌이는 사라지게 됩니다. 왜냐면 앞쪽에서 빨려들어오는 공기의 양이 워낙 압도적이 되어서 아래와 뒤에서 들어가는 공기의 비중이 줄게되고 또한 앞쪽에서 빨려들어오는 공기가 관성성분이 커지면서 단면적이 줄게되고 그 안의 소용돌이 영향(by 터보팬 회전축과 나란한 방향성분))이 더 강해져서 밑에서 생기는 소용돌이를 교란하기 때문입니다.
작성일 : 20-09-19 20:58
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