B편에서 노즐 압력차 1,000bar 물줄기의 이론 분사속도가 초속 약 447m라고 계산했습니다. 그 물줄기가 벽에 닿는 순간의 압력은 1,000bar일까요?
영상으로 보기
▶ 유튜브 쇼츠로 보기 — 1,000bar로 쐈는데 맞는 순간 압력은 더 높다?
배치기 「짝!」
수영장에서 배부터 떨어지면 닿는 순간 「짝」 하는 충격이 옵니다. 물줄기도 처음 부딪히는 아주 짧은 순간, 압력이 튈 수 있습니다. (배치기는 「첫 순간의 충격」 감각만 빌린 비유입니다.)
앞쪽이 멈춰도 뒤쪽은 아직 달려온다
물줄기 맨 앞이 벽에서 멈춰도 뒤쪽 물까지 동시에 멈추지는 않습니다. 그 짧은 틈에 물이 눌리며 압력이 올라가고, 곧 옆으로 퍼져 흐릅니다. 펌프 밸브를 급히 닫을 때 생기는 수격과 같은 원리입니다.
단순 계산: 봉우리 약 6,600bar, 고원 약 1,000bar
- 첫 순간 충돌 중심 국소 압력(물망치 선형 근사): p ≈ ρ·c·v = 1,000 × 1,480 × 447 ≈ 6.6×10⁸Pa ≈ 약 6,600bar
- 봉우리 지속시간(자릿수 추정): 반지름 ÷ 음속 = 0.0005m ÷ 1,480m/s ≈ 0.34μs → 지름 1mm 물줄기면 100만분의 1초보다 짧다
- 흐름이 자리 잡은 뒤 충돌 중심 정체압: ½ρv² ≈ 약 1,000bar
v/c ≈ 0.3이라 선형 근사 오차가 작지 않습니다. 같은 이상 조건의 충격파 관계로는 오히려 더 높게 나오는 방향이지만, 실제로는 공기 중 감속·분열, 물줄기 앞모양·공기층, 벽 탄성 때문에 실측값도 상한도 아닙니다. 「6,600bar로 세척한다」「세척력 6배」라는 뜻이 아니고, 벽 전체가 1,000bar를 받는다는 뜻도 아닙니다(충돌 중심의 이상 정체압).
그래서 현장에서는
분사선 앞에 몸을 두지 않고, 작업구역 출입을 막습니다.
※ 상온 물 근사(밀도 1,000kg/㎥ · 음속 1,480m/s), 손실 무시 이론 분사속도 447m/s, 단단한 벽 수직 충돌을 가정한 단순 계산 예시입니다. 실제 압력은 충돌 속도·물줄기 앞모양·벽 재질·압축성에 따라 다릅니다. 영상은 3D 연출이며 그래프의 봉우리 폭은 확대해 그렸습니다.
디와이산업개발(주)은 준설차·고압세척기·탈수기를 직접 운영하며 산업청소·고압세척·준설·탱크청소를 하고 있습니다.
문의: 052-260-9983 / https://dyid.co.kr
