노즐
다른 표기 언어 nozzle요약 유체의 압력에너지를 속도에너지로 바꾸어 유체를 가속하는 데 쓰이는 장치이다. 유체속력이 음속을 초과할 수도 있으며 이런 상태를 초음속 상태라고 한다. 음속에 대한 유체속력을 마하수라고 하는데, 초음속 상태일 때는 1보다 크다. 노즐 끝의 모양은 보통 원통 구멍이 사용되지만 분사량의 조절을 위해 여러 형상의 것이 사용된다. 일반적으로 노즐은 동작수단으로 유체를 다량으로 사용하는 많은 분야에서 꼭 필요한 부품이다. 노즐을 이용해 유체를 가속시켜 분출할 때 생기는 반작용력으로 제트 비행기-로켓의 추진력을 얻을 수 있다. 또 발전소에서 노즐을 통해 고속유동을 터빈에 분사시켜 전력을 얻고 있으며, 자동차나 기차의 동력을 얻기도 한다. 그밖에 가정용 분무기, 자동차의 기화기 등 일상생활에 많이 이용된다.
유체의 압력에너지를 속도에너지로 바꾸어 유체를 가속하는 데 쓰이는 장치이다. 유체는 노즐을 통하여 방출되기 전에 고압으로 압축되어야 하는데 만약 유체가 기체이면 유체가 가속됨에 따라 온도가 낮아진다. 유체의 속력은 유체의 온도와 상당한 관계가 있다.
유체속력이 음속을 초과할 수도 있으며 이런 상태를 초음속 상태라고 한다. 노즐이 넓다가 좁아질 때 이런 상태를 얻을 수 있다. 음속에 대한 유체속력을 마하수라고 하는데, 초음속 상태일 때는 1보다 크다.
출구에서 일정한 유동조건을 가지는 노즐을 설계하기 위해서는 정교한 수학적 방법으로 단면형상을 결정해야 하지만 근사적으로는 마하수-단면적 관계를 이용하여 얻을 수도 있다. 노즐 끝의 모양은 보통 원통 구멍이 사용되지만 분사량의 조절을 위하여 여러 형상의 것이 사용된다.
노즐은 여러 가지 목적으로 사용되는데 증기 터빈에서와 같이 기계의 필수품일 수도 있고 소방차에서와 같이 따로 떼내어 교환할 수 있는 부속품일 수도 있다. 일반적으로 노즐은 동작수단으로 유체를 다량으로 사용하는 많은 분야에서 꼭 필요한 부품이며 실제로 많은 분야에서 사용되고 있다.
노즐을 이용하여 유체를 가속시켜 분출할 때 생기는 반작용력으로 제트 비행기-로켓의 추진력을 얻을 수 있다. 또 발전소에서 노즐을 통하여 고속유동을 터빈에 분사시켜 전력을 얻고 있으며, 비슷한 방법으로 자동차나 기차의 동력을 얻기도 한다.
연구소에서 미사일이나 비행기의 모의실험을 할 때는 실제상황과 비슷한 비행조건을 구현하기 위하여 풍동(wind tunnel) 안의 시험구역에서 원하는 속도·압력 및 온도를 유지하면서 일정한 유동을 발생시키도록 아주 세심한 설계를 하여야 한다. 또 유체가 가속되면 압력이 감소하는 성질을 이용하여 계량기구로 사용하기도 한다. 이밖에도 가정용 분무기, 자동차의 기화기 등 일상생활에 많이 이용되고 있다.
