ํฐ์คํ ๋ฆฌ ๋ทฐ
๐ช๏ธ"์์๊ฐ์ ๋ถ์!" ๋ฏน์๊ธฐ ์๋ฆฌ, ์ง๊ณต ๋ธ๋ ๋์ ์นผ๋ ์ ๋น๋ฐ
๐Macultist | ๐2Nํ๋ฒใ ฃ๐ง๐ป์ ์๊ณตํ๋ 2025. 11. 14. 00:50๋ ์๋๋ค ์๋ ํ์ธ์? ๐Macultist์ ๋๋ค! ๊ฑด๊ฐํ ์ค๋ฌด๋๋ ๋ถ๋๋ฌ์ด ์ํ๋ฅผ ๋ง๋ค ๋ ํ์์ ์ธ ๋ฏน์๊ธฐ(๋ธ๋ ๋)๋ ์ฐ๋ฆฌ ์ฃผ๋ฐฉ์ ๊ฐ๋ ฅํ '๋ถ์ ๊ณตํ ๊ธฐ๊ณ'์ ๋๋ค. ๊ทธ๋ฐ๋ฐ ํน์ ๋ฏน์๊ธฐ๋ฅผ ๊ตฌ๋งคํ ๋ 'RPM'์ด๋ '์นผ๋ ๊ฐ์' ๊ฐ์ ์คํ๋ง ๋ณด๊ณ ๋์ถฉ ๊ฒฐ์ ํ์ จ๋ค๋ฉด, "์ง๊ธ๊น์ง ๋น์ ์ ์ด๊ฑธ ์ด๋ ๊ฒ ์ฐ์ จ๋ค๋ฉด ์ํด ๋ณด๊ณ ๊ณ์ จ๋ ๊ฒ๋๋ค!"๋ผ๊ณ ๊ฐํ ๋ง์๋๋ฆด ์ ์์ต๋๋ค. ๋ฏน์๊ธฐ์ ์ง์ ํ ์ฑ๋ฅ์ ๋จ์ํ ๋ชจํฐ์ ํ์ด๋ ์นผ๋ ์ ๋ ์นด๋ก์์๋ง ์์ง ์์ต๋๋ค. ๋ชจํฐ์ ํ์ ์๋(RPM)๊ฐ ์ฌ๋ฃ์ '์ ๋จ ์๋ ฅ(Shear Stress)'์ ์ผ๋ง๋ ํจ์จ์ ์ผ๋ก ๋ง๋ค์ด๋ด๋์ง, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ '์ง๊ณต ๊ธฐ์ '์ด ์ฌ๋ฃ์ ํํ์ ๋ณํ(์ฐํ)๋ฅผ ์ด๋ป๊ฒ ๋ง๋์ง, ๋์๊ฐ ์นผ๋ ์ '์ ์ฒด ์ญํ์ ๋์์ธ'์ด ๋ถ์๋ ฅ์ ์ผ๋ง๋ ๊ทน๋ํํ๋์ง๋ฅผ ์ดํดํด์ผ ํฉ๋๋ค. ์ค๋ ์ ๋ ๋ฏน์๊ธฐ์ ํต์ฌ์ธ '๋ชจํฐ์ ๊ณผํ'๋ถํฐ, ๊ณ ๊ฐํ ๋ธ๋ ๋์ ๋น๋ฐ์ธ '์ง๊ณต ์๋ฆฌ', ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ '์นผ๋ ์ค๊ณ'์ ์จ๊ฒจ์ง ๊ณตํ์ ์งํ๊น์ง, ๋ฏน์๊ธฐ๋ฅผ ๊ฐ์ฅ ์ค๋งํธํ๊ณ ๊ฑด๊ฐํ๊ฒ ํ์ฉํ๋ ์ง์์ ์๋ดํด ๋๋ฆฌ๊ฒ ์ต๋๋ค. ์ด ํฌ์คํ ์ ํตํด ๋น์ ์ ๋ฏน์๊ธฐ๋ ๋จ์ํ ๋ถ์๊ธฐ๋ฅผ ๋์ด, ์์์ ํ๊ดด๋ฅผ ์ต์ํํ๋ '์ ๋ฐ ๊ฑด๊ฐ ๊ธฐ๊ธฐ'๋ก ๊ฑฐ๋ญ๋ ๊ฒ์ ๋๋ค.
๋ฏน์๊ธฐ ๋ชจํฐ์ RPM๊ณผ ์ฑ๋ฅ์ ๊ด๊ณ
๋ฏน์๊ธฐ์ ์ฑ๋ฅ์ ๊ฒฐ์ ์ง๋ ๊ฐ์ฅ ์ค์ํ ์์ ์ค ํ๋๋ ๋ชจํฐ์ 'RPM(Revolutions Per Minute, ๋ถ๋น ํ์ ์)'์ ๋๋ค. RPM์ ๋ชจํฐ๊ฐ 1๋ถ ๋์ ๋ช ๋ฒ ํ์ ํ๋์ง๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ์์น์ด๋ฉฐ, ์ด๋ ๊ณง ์นผ๋ ์ '์๋'์ '์ด๋ ์๋์ง'๋ก ์ง๊ฒฐ๋ฉ๋๋ค. ๋ฏน์๊ธฐ์์ RPM์ด ์ค์ํ ์ด์ ๋, ์ด ๋์ ์๋๊ฐ ์ฌ๋ฃ์ '์ ๋จ ์๋ ฅ(Shear Stress)'์ ๊ฐํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค. ์ ๋จ ์๋ ฅ์ด๋ ์ก์ฒด๋ ๊ณ ์ฒด ์ ์๊ฐ ๊ณ ์์ผ๋ก ํ๋ฅด๋ฉด์ ์๋ก ๋ฏธ๋๋ฌ์ง๊ฑฐ๋ ์ถฉ๋ํ ๋ ๋ฐ์ํ๋ ํ์ ๋งํ๋๋ฐ, ์ด ํ์ด ์ฌ๋ฃ์ ์ธํฌ๋ฒฝ๊ณผ ์ฌ์ ์ง์ ๋ฏธ์ธํ๊ฒ ํ๊ดดํ์ฌ ๊ทน๋๋ก ๋ถ๋๋ฌ์ด ์ ์ ์ํ(์ค๋ฌด๋, ๋ฏธ์ซ๊ฐ๋ฃจ ๋ฑ)๋ก ๋ง๋๋ ํต์ฌ ๋๋ ฅ์ ๋๋ค. ์ผ๋ฐ ๋ฏน์๊ธฐ๊ฐ 15,000~20,000 RPM ์ ๋์ธ ๋ฐ๋ฉด, ์ ๋ฌธ๊ฐ์ฉ ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๋ธ๋ ๋๋ 30,000 RPM ์ด์์ ์๋ํฉ๋๋ค. ์ด์ฒ๋ผ RPM์ด ๋์์๋ก ๋ถ์ ์๋๊ฐ ๋น ๋ฅด๊ณ , ๋ฑ๋ฑํ ์ผ์์ด๋ ๊ฒฌ๊ณผ๋ฅ๋ ์ ํญ ์์ด ์์๊ฐ์ ๋ถ์ํ ์ ์๋ ๊ฐ๋ ฅํ ๋ฌผ๋ฆฌ๋ ฅ์ ์ ๊ณตํฉ๋๋ค. ๋จ์ํ ๋ชจํฐ์ ์ถ๋ ฅ์ด ๋๋ค๊ณ ํด์ ์ข์ ๊ฒ์ด ์๋๋ผ, ์ด ์ถ๋ ฅ์ ์ผ๋ง๋ ๋์ RPM์ผ๋ก ์นผ๋ ์ ํจ์จ์ ์ผ๋ก ์ ๋ฌํ๋๋๊ฐ ๋ฏน์๊ธฐ ์ฑ๋ฅ์ ํต์ฌ์ด๋ฉฐ, ์ด๋ ๋ชจํฐ ์ค๊ณ์ ๊ตฌ๋๊ณ์ '๊ธฐ๊ณ ๊ณตํ์ ์ ๋ฐ๋'์ ๋ฌ๋ ค ์์ต๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ฏน์๊ธฐ๋ฅผ ์ ํํ ๋๋ RPM ์์น๋ฅผ ํตํด ๋ฏน์๊ธฐ์ ์ ์ฌ์ ์ธ ๋ถ์ ์ฑ๋ฅ์ ์์ธกํ๋ ๊ฒ์ด ๊ฐ์ฅ ์ ํํฉ๋๋ค.
์ง๊ณต ๋ธ๋ ๋๋ ๋ฌด์์ด ๋ค๋ฅธ๊ฐ (์ฐํ ๋ฐฉ์ง)
์ต๊ทผ ๊ณ ๊ธํ ๋ธ๋ ๋ ์์ฅ์ ํธ๋ ๋๊ฐ ๋ '์ง๊ณต ๋ธ๋ ๋'๋ ๊ธฐ์กด ๋ฏน์๊ธฐ์ '์ฐํ ๋ฐฉ์ง'๋ผ๋ ํํ์ ๊ธฐ๋ฅ์ ๋ํ ํ์ ์ ์ธ ๊ณตํ ๊ธฐ์ ์ ๋๋ค. ์ง๊ณต ๋ธ๋ ๋๋ ๋ด์ฉ๋ฌผ์ ๊ฐ๊ธฐ ์ ์ ์ฉ๊ธฐ ๋ด๋ถ์ ๊ณต๊ธฐ, ํนํ '์ฐ์'๋ฅผ ํํ๋ฅผ ์ด์ฉํด ์ธ๋ถ๋ก ๊ฐ์ ๋ฐฐ์ถํ์ฌ '์ง๊ณต ์ํ(๋๋ ์ ์ ์ํ)'๋ฅผ ๋ง๋ญ๋๋ค. ์ด ๊ณผ์ ์ด ์ค์ํ ์ด์ ๋, ์ผ๋ฐ ๋ฏน์๊ธฐ๋ก ์ฃผ์ค๋ฅผ ๋ง๋ค ๋ ๋ฐ์ํ๋ ๊ฑฐํ๊ณผ ๊ฐ๋ณ ํ์์ด ๋ฐ๋ก ์ฌ๋ฃ๊ฐ ๊ณต๊ธฐ ์ค์ ์ฐ์์ ์ ์ดํ์ฌ ์ผ์ด๋๋ '์ฐํ ๋ฐ์' ๋๋ฌธ์ ๋๋ค. ์ฐํ๋ ํนํ ๋นํ๋ฏผ C์ ๊ฐ์ ์์ฉ์ฑ ์์์์ ํ๊ดด๋ฅผ ๊ฐ์ํํ๊ณ , ๊ณผ์ผ์ด๋ ์ฑ์์ ์์(์ฃผ๋ก ๋ น์์ด๋ ๋ถ์์)์ ์ด๋ก๊ฒ ๋ง๋ค์ด ๋ฏธ๊ด์, ์์ํ์ ์ผ๋ก ํ์ง์ ์ ํ์ํต๋๋ค. ์ง๊ณต ํ๊ฒฝ์์๋ ์ฐ์ ๋๋๊ฐ ๊ทนํ ๋ฎ์์ง๋ฏ๋ก, ๋ง์ฐฐ์ด์ด ๋ฐ์ํ๋๋ผ๋ ์ฐํ ๋ฐ์์ด ํ์ ํ ๋๋ ค์ง๋๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ง๊ณต ๋ธ๋ ๋๋ก ๋ง๋ ์ฃผ์ค๋ ์ผ๋ฐ ๋ธ๋ ๋๋ก ๋ง๋ ์ฃผ์ค์ ๋นํด ๊ฑฐํ์ด ํจ์ฌ ์ ๊ณ , ์์์ด ์ ๋ช ํ๊ฒ ์ ์ง๋๋ฉฐ, ์์์ ํ๊ดด๊ฐ ์ต์ํ๋ฉ๋๋ค. ๋ํ, ์ง๊ณต ์ํ์์ ๋ถ์ํ ๊ฒฝ์ฐ ์ฌ๋ฃ๊ฐ ๋ ๋ถ๋๋ฝ๊ฒ ์์ฌ ๋ง๊ณผ ์ง๊ฐ๋ ํฅ์๋๋ค๋ ์ ์ฒด ์ญํ์ ์ด์ ๋ ์์ต๋๋ค. ์ง๊ณต ๊ธฐ์ ์ ๋จ์ํ ๋ถ์๋ ฅ์ ๋์ด๋ ๊ฒ์ ๋์ด, ์ฌ๋ฃ์ 'ํํ์ ์์ ์ฑ'์ ์ ์ดํ์ฌ ์ต์ข ๊ฒฐ๊ณผ๋ฌผ์ '์์ ํ์ง'์ ํฅ์์ํค๋ ์ฒจ๋จ ๊ธฐ์ ์ด๋ผ๊ณ ํ ์ ์์ต๋๋ค.
์นผ๋ ์ ๋ชจ์์ด ๋ถ์๋ ฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ
๋ฏน์๊ธฐ ์นผ๋ ์ ๋์์ธ์ ๋จ์ํ ๋ ์นด๋ก์์ ๋์ด, ์ฉ๊ธฐ ๋ด๋ถ์ ๋ด์ฉ๋ฌผ ํ๋ฆ์ ์ ์ดํ๋ '์ ์ฒด ์ญํ'์ ๊ด์ ์์ ์ค๊ณ๋ฉ๋๋ค. ์นผ๋ ์ ๋ชจ์์ด ๋ถ์๋ ฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ๋งค์ฐ ํฝ๋๋ค. ๋ถ์ ๊ณผ์ ์์ ๊ฐ์ฅ ๋นํจ์จ์ ์ธ ์ํฉ์ ์ฌ๋ฃ๊ฐ ์นผ๋ ์ ๋ฟ์ง ์๊ณ ํ๋๋ '๊ณตํ์ '์ ๋๋ค. ์ด๋ฅผ ๋ง๊ธฐ ์ํด ์นผ๋ ์ ๋ ๊ฐ์ง ์ญํ ์ ์ํํฉ๋๋ค. ์ฒซ์งธ, '์ ๋จ ๋ฐ ๋ถ์'์ ๋๋ค. ๋์งธ, '๊ฐ๋ ฅํ ์๋ฅ ์์ฑ'์ ๋๋ค. ์นผ๋ ์ ๊ฐ๋์ ๊ธฐ์ธ๊ธฐ๋ ๋ฌผ์ด๋ ์ก์ฒด ์ฌ๋ฃ๋ฅผ ๋ฐ๊นฅ์ชฝ์ผ๋ก ๋ฐ์ด ์ฌ๋ฆฌ๊ณ , ๋์์ ์ฉ๊ธฐ ์ค์์์๋ ์๋๋ก ๋์ด๋น๊ธฐ๋ '๋์ ํ ํ๋ฆ(์์ฉ๋์ด)'์ ๋ง๋ค์ด๋ ๋๋ค. ์ด ๊ฐ๋ ฅํ ์๋ฅ ๋๋ถ์ ์์ ๋ ์๊ฑฐ๋ ๋ฒฝ๋ฉด์ ๋ถ์ด์๋ ์ฌ๋ฃ๋ค์ด ๋์์์ด ์นผ๋ ์์ญ์ผ๋ก ์ฌํฌ์ ๋์ด ๊ท ์ผํ ๋ถ์๊ฐ ๊ฐ๋ฅํด์ง๋๋ค. ๋ํ, ์นผ๋ ์ ์ข ๋ฅ๋ ๋ค์ํฉ๋๋ค. ์ผ๋ฐ์ ์ธ ์ค๋ฌด๋์ฉ ์นผ๋ ์ ๋ ์นด๋ก์ด ์ ๋จ๋ฉด๊ณผ ๊ฐ์ง ํํ๋ฅผ ๊ฐ์ง์ง๋ง, ์ผ์ ๋ถ์๋ฅผ ์ํ ์นผ๋ ์ ์คํ๋ ค ๋ ์นด๋กญ์ง ์๊ณ ๋ํํ๋ฉฐ ๊ฐ๋ ฅํ ํ์ผ๋ก ์ผ์์ ๋ถ์๋๋ก ์ค๊ณ๋ฉ๋๋ค. ์ด๋ '์ถฉ๊ฒฉ๋ ฅ'์ ๊ทน๋ํํ์ฌ ๋ฑ๋ฑํ ์ฌ๋ฃ๋ฅผ ํจ๊ณผ์ ์ผ๋ก ์ฒ๋ฆฌํ๊ธฐ ์ํจ์ ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์นผ๋ ์ ๊ฐ์(4๊ฐ, 6๊ฐ ๋ฑ)๋ ๋ชจ์์ ๋จ์ํ ๋ง์ผํ ์์๊ฐ ์๋๋ผ, ์ฌ๋ฃ์ 'ํ๋ฆ ์ ์ด'์ '๋ถ์ ๋ฐฉ์'์ ๊ณผํ์ ์ผ๋ก ์ต์ ํํ๊ธฐ ์ํ '๊ธฐ๊ณ ์ค๊ณ ๊ณตํ'์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฌผ์ด๋ผ๊ณ ํด์ํ ์ ์์ต๋๋ค.
๊ฒฐ๋ก
์ฐ๋ฆฌ๋ ์ค๋ ๋ฏน์๊ธฐ์ 'RPM'์ด ์ ๋จ ์๋ ฅ์ ํตํด ์ฌ๋ฃ๋ฅผ ๋ฏธ์ธํ๊ฒ ๋ถ์ํ๋ ์๋ฆฌ๋ถํฐ, '์ง๊ณต ๋ธ๋ ๋'๊ฐ ์ฐ์ ์ ๊ฑฐ๋ฅผ ํตํด ์ฌ๋ฃ์ '์ฐํ ๋ฐ์'์ ์ต์ ํ๋ ํํ์ ์งํ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์นผ๋ ์ '์ ์ฒด ์ญํ์ ๋์์ธ'์ด ์๋ฅ๋ฅผ ์์ฑํ์ฌ ๋ถ์ ํจ์จ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๊ณตํ์ ๋น๋ฐ๊น์ง ๊น์ด ์๊ฒ ๋ค๋ฃจ์์ต๋๋ค. ์ด์ ๋ ์๋๋ค์ ๋ฏน์๊ธฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ๋ ๋จ์ํ ๋ฒํผ ์กฐ์์ ๋์ด, ๋ชจํฐ์ ์๋์ ์นผ๋ ์ ์์ง์ ๋ค์ ์จ๊ฒจ์ง ๊ณตํ ์๋ฆฌ๋ฅผ ์ดํดํ๊ณ ํ์ฉํ ์ ์๋ ๋ฅ๋ ฅ์ ๊ฐ์ถ์ จ์ต๋๋ค. ์ด ์ง์๋ค์ ํตํด ๋ฏน์๊ธฐ์ ์จ๊ฒจ์ง ์ ์ฌ๋ ฅ์ ์ต๋ํ ๋์ด์ฌ๋ ค, ๋ ์ ์ ํ๊ณ ์์๊ฐ ๋์ ์ต์ ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฌผ์ ์ป์ผ์๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ๋๋๋ค! ์ ๊ฐ ์๋ดํด ๋๋ฆฐ ๋ฏน์๊ธฐ์ ๊ณผํ์ ์๋ฆฌ๊ฐ ๋น์ ์ ์ฃผ๋ฐฉ ์ํ๊ณผ ๊ฑด๊ฐ์ ๋์์ด ๋๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ๋ผ๋ฉฐ ์ด๋ฒ ํฌ์คํ ์ ๋ง์น๊ฒ ์ต๋๋ค.
