죽은 사람의 이론_볼텍스 튜브
- 파텍코퍼레이션 주식회사
- 19시간 전
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조르주-조제프 랑크는 1898년 2월 7일 프랑스 앙베리외앙뷔제에서 철도 기술자 레옹-조제프 랑크의 아들로 태어났다. 이러한 가정 배경은 자연스럽게 그의 물리학에 대한 열정을 키웠다. 그는 명문 고등학교인 리세 생루이에서 학업을 이어가며 해당 분야에 대한 이해를 깊게 했다. 이후 그는 에콜 폴리테크니크에 입학하여 학문적 여정을 이어갔다. 산업용 펌프 연구 중 랑크는 판톤 기화기에 관심을 갖게 되었고, 현재 '랑크 효과'로 알려진 현상을 발견했다. 이 현상은 산업용 볼텍스 튜브의 기초 원리로 작용하는데, 고속으로 접선 방향으로 주입된 압축 가스가 두 개의 별개의 기류(뜨거운 기류와 차가운 기류)를 생성하는 현상이다.
이 냉기 흐름은 단순하고 신뢰할 수 있는 특성 덕분에 다양한 산업 분야에서 국소 냉각 및 인클로저 냉각에 효과적으로 활용됩니다. 유일한 요구 사항은 압축 공기 공급원입니다. 1931년 조르주는 자신의 볼텍스 튜브를 특허 출원했으나, 물리학자 루돌프 힐슈가 이 개념을 재검토하기 전까지는 큰 주목을 받지 못했다. 힐슈는 이 설계를 개선하여 독일어로 “Wirbelrohr”(영어로는 ‘회전관’)이라 명명했다. 결과적으로 힐슈의 기여로 인해 “볼텍스 튜브”와 “랑크-힐슈 튜브”라는 용어가 종종 혼용된다.
압축 공기가 튜브로 유입되어 내부 카운터 보어에 접선 방향으로 배치된 일련의 노즐을 통과합니다. 이 노즐 배열은 공기가 최대 1,000,000 RPM에 달하는 속도로 소용돌이 형태로 회전하도록 유도합니다. 공기가 회전하면서 90° 방향 전환을 거치는데, 이때 한쪽 끝에 위치한 밸브가 가열된 공기의 일부가 빠져나가도록 허용합니다. 남은 공기는 내부 흐름을 따라 관을 계속 내려가며 열을 잃고 반대쪽 끝에서 차가운 공기로 배출됩니다.
볼텍스 튜브 내 두 기류는 동일한 방향과 동일한 각속도로 회전합니다. 각운동량 보존 법칙에 따르면 내부 소용돌이의 회전 속도는 증가할 것으로 예상됩니다. 이 현상은 올림픽 피겨 스케이팅을 통해 효과적으로 설명될 수 있습니다: 스케이터가 팔을 뻗으면 회전 속도가 느려지지만, 팔을 당기면 회전 속도가 크게 증가합니다. 그러나 볼텍스 튜브의 경우, 내부 소용돌이는 각운동량을 잃었기 때문에 일정한 속도를 유지합니다. 이 과정에서 소모된 에너지는 튜브의 뜨거운 쪽에서 열로 방출됩니다. 이러한 열 손실은 내부 소용돌이의 냉각을 촉진하여 다양한 산업 응용 분야에 활용될 수 있게 합니다.
볼텍스 튜브의 원리는 표준 볼텍스 튜브뿐만 아니라 다양한 응용 분야에 맞춰 특수 기능을 갖춘 여러 제품에도 적용됩니다. EXAIR는 캐비닛 쿨러, 콜드 건, 조절식 스팟 쿨러, 미니 쿨러, 볼텍스 튜브 등 이 기본 원리에 기반한 다양한 제품을 제공합니다.
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