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압축공기란?

Compressed Air Wiki Basic Theory Compressed Air

압축공기는 열기구 내 공기, 자전거 타이어 공기 주입 등 우리 주변의 어디에나 있습니다. 이 문서에서는 압축공기가 무엇이고 어떻게 생성되는지를 설명합니다. 일반 공기에 대한 자세한 내용은 이 문서의 소개 부분을 읽어 보시기 바랍니다.

압축공기란?

압축공기란? 소개

알게 모르게 압축공기는 생일 파티의 풍선, 자동차와 자전거의 타이어 공기 등 우리 생활의 모든 측면에서 사용되고 있습니다. 여러분이 지금 보고 있는 휴대전화, 태블릿, 컴퓨터 등에도 사용되고 있을 것입니다.

이미 짐작하시겠지만, 압축공기의 주요 성분은 공기입니다. 공기는 다양한 기체로 구성된 기체 혼합물으로, 주로 질소(78%)와 산소(21%)로 구성되며, 각각 특정한 양의 운동 에너지를 가진 다른 공기 분자를 포함합니다.

공기의 온도는 이러한 분자의 평균 운동 에너지와 정비례합니다. 즉, 평균 운동 에너지가 크고 공기 분자가 빠르게 움직이면 공기 온도가 높고, 운동 에너지가 작으면 온도는 낮습니다.

공기를 압축하면 분자가 더 빠르게 움직여서 온도가 증가합니다. 이 현상을 “압축 열”이라고 합니다. 공기를 압축하면 문자 그대로 공기를 더 작은 공간으로 축소하여 분자 사이의 거리가 더 가까워집니다. 이때 배출되는 에너지는 공기를 더 작은 공간으로 축소하는 데 필요한 에너지와 동일합니다. 다시 말해 나중에 사용하기 위해 에너지를 보관합니다.

풍선을 예로 들어 보겠습니다. 풍선에 바람을 주입하면 공기의 부피가 더 커집니다. 풍선 안에 있는 압축공기에 포함된 에너지는 바람을 주입하는 데 필요한 에너지와 동일합니다. 풍선을 놓아 공기가 배출되면 이 에너지가 소멸되어 풍선이 날아갑니다. 이는 정변위 공기압축기의 기본 원리이기도 합니다.

압축공기는 에너지를 보관하여 운반하는 데 탁월한 매체입니다. 압축공기는 유연하고 다양하며 배터리, 스팀 등과 같은 다른 에너지 보관 방법에 비해 상대적으로 더 안전합니다. 배터리는 크고 충전 수명이 제한적입니다. 반면에 스팀은 비용면에서 비효율적이고 사용자 편의적이지 않습니다(너무 뜨거움). 압축공기를 전기와 비교할 때 전기는 더 비용 효율적입니다. 그렇다면 왜 압축공기를 사용하나요?

압축공기를 사용하는 이유

전기 대신 압축공기를 사용하는 가장 중요한 이유 중 하나는 안전입니다. 장비에 과부하가 걸리는 응용 분야에서 전기 장비는 안전을 위협합니다. 감전 또는 화재가 발생하면 재산을 손실하거나 부상을 입을 수 있습니다. 압축공기와 공압 공구는 습한 바닥, 습도가 높은 지역 등 다양한 조건에서 사용할 수 있습니다.

다음으로 압축공기는 더 유연하여 광산, 건축 현장 등과 같은 원격 위치에서 쉽게 사용할 수 있습니다. 에어 공구는 쿨러를 작동하고 속도와 토크가 가변적이라는 이점이 있습니다. 착암기 또는 유사한 유형의 장비를 생각해 보십시오. 특히, 원격 위치에서 전기를 사용하여 동일한 힘을 생성하는 것은 거의 불가능합니다.

또한 압축공기로 구동되는 공구는 더 가볍습니다. 이러한 공구는 더 가볍고 인체 공학적인 소재로 제조할 수 있습니다. 따라서 더 가벼운 공구를 사용할 때의 직원 피로도 감소에 따른 노동 비용으로 공기 비용을 상쇄할 수 있습니다.

마지막으로 비용이 있습니다. 압축공기 관련 비용이 전기 관련 비용보다 7~8배 더 높을 수 있습니다. 하지만 압축공기를 사용하도록 설계된 장비는 비용이 더 저렴합니다. 설계가 간단하여 더 적은 수의 부품이 사용됩니다. 또한 공압 공구는 일반적으로 튼튼하여 생산 환경에서 수명이 더 깁니다.

압축공기가 제4의 유틸리티로 간주된다는 사실을 아시나요? 물론 처음 세 가지에 해당하는 물, 전기, 가스는 누구나 매일 사용합니다. 하지만, 어디서나 사용되는 이 특징 때문에 압축공기는 중소기업과 대기업 모두를 위한 제4의 유틸리티로 간주됩니다.

관련 문서

an illustration about a basic theory article in the atlas copco air wiki

공기 및 습한 공기 소개

압축공기 작업을 이해하는 데 기초 물리학 소개가 큰 도움이 될 수 있습니다. 여기서는 압축공기에서 가장 중요한 요소인 공기에 대해 소개합니다. 자세히 알아보기.