흐름에 주변 유체가 빨려 들어가는 현상
유체역학에는 ‘동반흐름‘이라는 개념이 있다. 점성 유체의 흐름에 주변 유체가 빨려 들어가 혼합되는 현상을 말한다. ‘후‘ 하고 숨을 내쉴 때는 바로 이 현상이 발생한다.
이를 간단하게 실감할 수 있는 실험이 있다. 커다란 비닐봉지를 준비해 입으로 봉지에 바람을 가득 채워보자. 이때 폐활량과 봉지의 용량을 생각하면 알 수 있다시피, 여러 차례 숨을 내쉬어야 봉지가 가득 찬다. 그런데 봉지 입구를 크게 연 다음 입을 오므리며 바람을 불면, 순식간에 봉지가 부풀어 오른다. 날숨에 주변 공기가 휘말려들어가 함께 봉지 속으로 들어가기 때문이다.
이러한 현상은 일반적인 날개 달린 선풍기에서도 볼 수 있다. 선풍기는 주변 공기를 빨아들여 바람을 낸다.
고리 사이에서 바람이 나오는 날개 없는 선풍기도 동반흐름을 이용한 제품이다. 이 선풍기는 외부에 날개가 달려 있지 않지만, 원기둥 모양의 몸통 안에 날개와 모터가 들어 있다. 몸통에는 구멍이 많이 뚫려 있는데, 구멍을 통해 몸통 안으로 들어간 공기는 모터와 날개에 의해 위쪽 고리 부분으로 올라온다. 고리의 뒷면 안쪽에는1mm 정도의 슬릿(좁은 틈)이 있는데, 이 슬릿을 통해 공기가 고속으로 분출된다. 분출된 공기는 주위에 있는 공기들과 함께 강한 바람을 만들어낸다.
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