선풍기 날개에 먼지가 쌓이는 이유가 무엇인가요?
이제 날이 추워져서 방에 있던 선풍기를 다시 씻으려고 하다보니
문득 궁금증이 생겨 질문 드립니다.
선풍기 날개부분에 먼지가 쌓일수가 있나요??
보통 선풍기를 미풍~강풍까지 사용을 하면 날에게 있는 먼지가 날아갈거라 생각했습니다.
과학적인 이유가 있는지 궁금합니다.
전문가님들의 답변 부탁드립니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
공기를 포함한 모든 유체는 점성을 가지고 있습니다. 선풍기 날개가 회전할 때 공기는 날개 안쪽 부분에서 바깥으로 이동하면서 끝부분에서는 소용돌이가 생기게 됩니다. 공기가 소용돌이치면 고체의 표면과 접촉이 더 늘어나기 때문에 선풍기 날개의 바깥부분에 먼지가 많이 쌓이게 됩니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.먼지는 마른 먼지와 습기나 기름등에 오염된 먼지도 대기중에 많이 존재 합니다.
마른 먼지는 선풍기를 통과하여 날아 가겠지만,
기름등에 오염된 먼지는 선풍기 날개나 안전망에 달라 붙게 됩니다.
또 공기중에 습기나 기름등의 오염물질이 선풍기 날개 또는 안전망에 달라붙어
선풍기에 흡입되는 먼지를 달라붙게 하기도 합니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.
회전하는 선풍기 날개는 바깥쪽으로 가면서 층류에서 난류로 변합니다.
층류에서는 직선으로 흐르던 바람이 난류에서는 소용돌이를 형성하고, 고체표면과 접촉을 더 잘하므로 날개의 바깥쪽에 먼지가 더 많이 쌓이게 됩니다.
또한 선풍기를 가동하지 않고 있을 경우 쌓이는 먼지가 있습니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
선풍기가 주변의 공기를 앞으로 밀어내는 운동을 하면 먼지를 포함한 공기가 선풍기쪽으로 유입됩니다.
그럼 먼지와 선풍기 날개가 가까워 지면 둘의 정전기로 인해 붙으려는 인력이 작용하게 되고 가깝게 붙은 먼지는 날아가는 힘보다 강한 인력으로 결국 선풍기 날개에 흡착되게 되는 것입니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
선풍기 날개가 계속해서 돌며 부품끼리 마찰이 발생하기 때문에 약간의 정전기를 가지고있습니다.
그리고 보통 먼지들도 전하를 띠고있기 때문에 먼지와 선풍기 날개가 정전기적인력에 의해 서로붙어있게됩니다.
이 상태에서 습기가달라붙거나하면 먼지가 더 밀착하여 오래달라붙게됩니다.
감사합니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 안재환 과학전문가입니다.
먼지가 선풍기 날에 붙여 있는 힘은 정전기적 인력 입니다.
정전기적 인력은 분자간의 힘중에서도 강한 축에 속합니다.
선풍기 바람이 정전기적 인력보다 약하기 때문에 먼지가 있는 것 입니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.회전하는 선풍기 날개는 바깥쪽으로 가면서 층류에서 난류로 변하게 됩니다.
층류에서는 직선으로 바람이 흐르는데, 난류는 소용돌이를 형성합니다.
그래서 난류에서 고체 표면과 더 접촉을 잘하게 되고, 날개의 바깥쪽에 먼지가 쌓이게 됩니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 과학전문가입니다.
선풍기는 주변 공기를 이용하는 장치입니다. 보통 공기가 선풍기 뒤에서 앞으로 나가는 형태인데 이 때 프로펠러를 통해서 공기중의 먼지가 계속 쌓이게 되어 더러워지는 겁니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.
먼지가 앉은지 얼마안된건 선풍기가 돌면서 날아갑니다
그러나 오래되어 붙어버린 먼지는 날아가지 않는 것입니다
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
참 이상합니다. 선풍기를 오랫동안 사용하다 보면 날개에 먼지가 잔뜩 쌓여 있는 것을 볼 수 있습니다. 선풍기는 전동기 축에 장치한 날개를 회전시켜 바람을 일으키는 기계입니다. 지속해서 회전하므로 먼지가 쌓일 틈이 없어 보이는데, 작동하지 않는 동안에 붙었던 걸까요?
먼지가 붙었다고 하더라도 선풍기를 작동시키면 다 날아가 버렸어야 하지 않을까 싶습니다. 그런데도 선풍기 날개의 먼지는 떨어지지도 않고, 잘 붙어 있다는 게 의아합니다. 선풍기 날개에 어떻게 먼지가 쌓여 있는 걸까요?
이와 관련한 현상을 이해하기 위해서는 경계층(boundary layer) 이론을 알아야 합니다. 경계층 이론은 독일의 물리학자 루트비히 프란틀(Ludwig Prandtl)이 1904년 독일 하이델버그에서 개최한 국제 수학자 콘퍼런스에서 발표한 이론으로 유체역학과 항공역학에 지대한 공헌을 했습니다.
경계층의 개념부터 설명해보면 공기는 변형이 쉽고 흐르는 성질을 가진 유체입니다. 모든 유체는 점성을 가지고 있으므로 유체가 다른 물체와 마찰하면 점성이 생깁니다. 그러니까 고체 표면(≒다른 물체)을 흐르는 공기(≒유체)는 고체 표면과의 마찰로 점성이 생기고, 점성에 의해서 속도가 감소합니다.
이해를 돕기 위해 위의 그림을 참고하길 바랍니다. 공기가 왼쪽에서 오른쪽으로 흐르는 도중에 고체 표면을 만나는 상황이고, 유체입자 아랫부분이 고체 표면과 마찰할 때 점성이 생기면서 붙는 과정을 표현한 그림입니다. 그러니까 경계층은 물체 표면에서 유체입자가 멀어질 때 증가하는 속도가 일정해질 때까지의 거리를 말합니다.
즉, 유체입자와 고체 표면이 붙는 얇은 층을 경계층으로 분류할 수 있고, 경계층 바깥은 비점성 영역으로 점성의 영향을 무시하는 완전유체(점성이 전혀 없는 가상적인 이상유체)라고 할 수 있습니다.
그래서 선풍기 날개에 먼지가 붙을 수 있고, 회전하는 선풍기 날개는 바깥쪽으로 가면서 층류에서 난류로 변합니다. 층류에서는 직선으로 흐르던 바람이 난류에서는 소용돌이를 형성하고, 고체표면과 접촉을 더 잘하므로 날개의 바깥쪽에 먼지가 더 많이 쌓입니다.
소용돌이치므로 더 잘 안 쌓일 거로 생각하겠으나 바람이 흐르는 모습을 평균적으로 보면 층류에서나 난류에서나 큰 차이는 없습니다. 만약 선풍기 날개에 먼지가 너무 많이 쌓여서 경계층을 넘으면 먼지는 날개에 붙지 못합니다.
그렇다면 선풍기 날개에 먼지를 덜 붙게 하려면 어떻게 하면 좋을까요? 유체입자와 고체표면의 마찰을 줄여주면 됩니다. 예를 들면 날개에 왁스를 발라서 코팅해주는 건데, 선풍기 날개는 금방 청소할 수 있으므로 여름 동안 잘 쓰다가 치우기 전에 청소해주는 게 좋을 것 같습니다.
이 현상을 실험을 통해 알아봤습니다. 안경알 위에 제 머리카락을 잘라서 올려놓았고, 손풍기 바람을 쏴줬습니다. 휙 날아갈 것으로 생각하겠지만, 안경알, 그러니까 고체 표면과 유체입자가 형성한 경계층에 머리카락이 갇히면서 쉽게 날아가지 못하는 모습을 눈으로 확인할 수 있습니다.
추가로 무언가를 씻을 때 물로만 헹구는 경우가 많은데, 물도 유체입니다. 따라서 물과 고체 표면이 형성한 경계층에 갇힌 미세한 이물질은 물로만 헹궈서는 쉽게 제거할 수 없습니다.
물로만 제거하기 위해서는 오랫동안 흐르는 물에 놔두거나 수압이 강한 물을 이용해야 하므로 손을 씻을 때나 설거지를 할 때나 물리적인 힘을 가해줘야 합니다. 궁금증이 해결되셨나요?
[출처 : 사물궁이 https://samulgoongi.com/4418]
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