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아시나요? 기류라는 마법 단위의 진실!
공기 흐름 또는 공기 흐름은 공기의 움직임을 나타냅니다. 공기는 유체이며 입자는 자연스럽게 고압 영역에서 저압 영역으로 흐릅니다. 대기압은 고도, 온도 및 구성과 밀접한 관련이 있습니다. 엔지니어링에서 공기 흐름은 단위 시간당 특정 장비를 통과하는 공기의 양을 나타냅니다. 이는 체적 유량 또는 질량 유량으로 설명할 수 있으며, 둘 사이의 연결은 이상 기체 법칙의 함수인 공기 밀도에 의해 결정됩니다. 공기의 이동은 기계적 수단(예: 전기 또는 수동 팬 작동)에 의해 시작되거나 환경에 존재하는 압력 차이에 의해 수동적으로 발생할 수 있습니다.
공기 이동 유형
다른 유체와 마찬가지로 공기도 층류 및 난류 모드를 모두 나타낼 수 있습니다.
공기가 덕트, 넓은 덕트, 개방형 채널 또는 에어포일과 같은 형상을 통과할 때 흐름 프로파일의 크기와 모양은 유체의 특성, 물리적 구조 및 에너지를 포함한 다양한 요인의 영향을 받을 수 있습니다. 펌프 역할과 같은 구성 요소를 추가합니다.층류는 공기가 원활하게 흐를 때 발생하며 포물선 속도 프로파일을 갖습니다. 유체 흐름 중에 불규칙성이 발생하여 운동 방향이 바뀌고 속도 프로파일이 평평해지면 난류가 발생합니다.
공기 흐름 단위
공기 흐름을 표현하는 일반적인 단위는 다음과 같습니다.
- 부피 기준으로 계산: m3/min(분당 입방미터), m3/h(시간당 입방미터), ft3/h(시간당 입방피트), ft3/min(분당 입방피트), l/s (초당 리터)
- 질량으로 계산: kg/s(초당 킬로그램)
공기 흐름은 시간당 공기 변화(ACH)로도 설명할 수 있습니다. 이는 문제의 공간을 채우는 공기량이 완전히 대체되는 것을 나타냅니다. 건축 과학 분야에서 ACH 값이 높을수록 오래된 건물의 봉투가 새는 경우가 많습니다.
공기 흐름 측정 도구
기류를 측정하는 기기를 기류계라고 하며, 풍속계는 풍속과 실내 기류를 측정하는 데에도 사용할 수 있습니다. 풍속계에는 풍속을 측정하도록 설계된 직선 탐침 풍속계, 회전 날개형 풍속계, 풍량을 측정하도록 설계된 열구 풍속계 등 다양한 유형이 있습니다. 이러한 장비는 초음파 또는 저항성 전선을 사용하여 측정 장치와 통과 입자 사이의 에너지 전달을 측정할 수 있습니다.
예를 들어 열선 풍속계는 감소된 와이어 온도를 분석하여 공기 유량을 계산할 수 있습니다. 금속의 저항은 온도에 따라 변하여 대류 냉각 효과에 영향을 미치기 때문입니다.
공기 흐름 시뮬레이션
공기 흐름은 전산유체역학(CFD) 모델링을 통해 시뮬레이션하거나 풍동 작동을 통해 실험적으로 관찰할 수 있습니다. 이는 자동차, 비행기, 해양 선박 주변의 공기 흐름 패턴은 물론 건물 외피의 가스 침투를 예측하는 데 사용할 수 있습니다. CFD 모델은 시스템 전체의 고형물 흐름을 추적할 수 있으므로 실내 및 실외 환경의 오염 물질 농도를 분석하는 데 사용할 수 있습니다.
공기 흐름 제어 장비
덕트의 공기 흐름을 조절하는 데 사용되는 장치를 댐퍼라고 합니다. 이러한 장치는 공기 흐름을 완전히 늘리거나 줄이거나 멈추는 데 사용할 수 있습니다. 보다 정교한 장치는 공기 흐름을 조절할 뿐만 아니라 공기 흐름을 생성하고 처리하는 공기 처리기라고 합니다.
공기 흐름의 목적
공기 흐름 측정은 환기(교체되는 공기의 양 결정), 공압 변속기(공기 속도 및 운송 단계 제어), 엔진(공기-연료 비율 제어)과 같은 다양한 응용 분야에서 필요합니다. 공압학은 공기 흐름의 측정, 시뮬레이션 및 제어에 초점을 맞춘 유체 역학의 한 분야입니다. 기류 관리는 기상학, 항공, 의학, 기계 공학, 토목 공학, 환경 공학, 건축 과학 등 다양한 분야에서 중점을 두고 있습니다.
건물 내 공기 흐름
건축 과학에서는 환기와 침투의 대조와 같이 공기 이동의 바람직성에 초점을 맞추는 경우가 많습니다. 환기란 신선한 실외 공급 공기를 다른 실내 공간으로 유입하고 동시에 실내 배기 공기를 실외로 배출하는 것으로 정의됩니다. 이는 기계적 수단(공기 흡입 루버, 댐퍼 및 팬을 사용하여 덕트를 통한 공기 흐름 유도) 또는 수동적 전략(자연 환기라고도 함)을 통해 달성할 수 있습니다.
자연 환기는 일반적으로 작동하는 데 에너지가 덜 필요하지만 특정 시간과 실외 조건에서만 활용할 수 있기 때문에 기계적 환기에 비해 경제적 이점이 있습니다.
기류, 열적 쾌적성 및 전반적인 실내 환경 품질 간의 관계
거주자의 열적 쾌적성 표준을 충족하기 위한 설계를 고려할 때 공기 이동은 매우 중요합니다. 다양한 공기 이동 속도는 개인의 더위 또는 추위에 대한 인식에 긍정적 또는 부정적 영향을 미쳐 편안함에 영향을 미칠 수 있습니다. 적절하고 적절하게 제어되고 설계된 공기 이동(환기)은 필요한 신선한 공기와 효율적인 배기 가스 배출을 제공하므로 전반적인 실내 환경 품질(IEQ) 및 실내 공기 품질(IAQ)에 중요합니다.
공기 흐름의 신비를 이해하면 생활 환경을 더 잘 제어하고 개선할 수 있습니다. 그 매력을 느껴보실 수 있나요?
