재채기 비말 에어로졸 공기 체공 시간 & 확산 거리 계산기
재채기시 발사 속도와 비말 입자 크기별 공기 저항, 침기·환기율에 따른 공기 체공 시간(최대 3시간) 및 확산 거리 시뮬레이션
유체역학 기반 비말·에어로졸 체공 및 확산 원리
재채기를 할 때 입을 통해 발사되는 비말은 시속 약 100~180km(초속 28~50m)의 가속 기류를 형성을 하게 됩니다. 100㎛ 이상의 큰 물방울은 중력 및 관성에 의해 1~2m 이내에서 빠르게 침강하지만, 5㎛ 이하의 미세 에어로졸은 밀리초 단위로 수분이 증발하며 비말핵(Droplet Nuclei)으로 전환된 뒤 스토크스 법칙(Stokes' Law)에 따라 공기 중에 최대 3시간 이상 둥둥 떠있게 됩니다.
스토크스 침강 종단 속도: vt = (ρp · g · d2) / (18 · μ)
실내 에어로졸 감쇠율: ktotal = ksettling + ACH + kinact
실내 에어로졸 감쇠율: ktotal = ksettling + ACH + kinact
본 시뮬레이터는 질병관리청 및 학술 유체역학 공식을 오프라인 오라클 대조 연산하여 실내 환기 조건(ACH)에 따른 미세 에어로졸의 위험 농도 반감기 및 안전 청정 시간을 계산합니다.
원터치로 대표 재채기 및 환기 조건 선택
🎛️ 시뮬레이션 파라미터 설정
(5㎛ 에어로졸 vs 100㎛ 큰 물방울)
㎛
(평균 시속 100~160 km/h)
km/h
(시간당 공기 교환 횟수)
회/h
(입/코의 바닥 기준 높이)
m
🟡 주의 (체공 위험)
🤧 160km/h · 5.0㎛ · ACH 0.5
에어로졸 90% 청정 정화 시간
2.18
시간
공기 중 체공 반감기 about 43.6분
📊 공기 체공 위험 지수
경고 단계 (68점)
0 (안전 침강)
15분
1시간
3시간+ (위험)
입자 크기가 5.0㎛로 매우 작아 중력 낙하 속도가 0.75mm/s에 불과합니다. 환기가 부족한 실내(ACH 0.5)에서는 2시간 이상 공기 중에 상주하므로 맞통풍 환기가 필요합니다.
스토크스 낙하속도
0.75 mm/s
최대 확산/도달거리
4.2 m
제트 분사 도달거리
1.8 m
순수 중력 낙하시간
33.3 분
재채기 비말 궤적 & 공기 체공 시뮬레이션
큰 비말(100㎛)
미세 에어로졸(5㎛)
증발 비말핵
실시간 맞춤 차단 행동 수칙
- 입자 크기 5㎛ 이하 에어로졸은 일반 비말 차단 마스크(KF-AD)보다 KF94 이상의 밀착 마스크 착용이 효과적입니다.
- 창문을 10분 이상 열어 맞통풍 환기(ACH 3.0 이상)를 실시하면 에어로졸 농도가 80% 이상 급감합니다.
공기 감염 예방 3대 수칙
- 기침 예절: 재채기 시 옷소매 안쪽이나 휴지로 입과 코를 완전히 가려 초구 속도(160km/h)를 차단합니다.
- 자연 환기: 시간당 최소 2회 이상 창문을 열어 실내 공기를 주기적으로 교체하세요.
- 안전 거리: 근거리 분사 제트 기류(1.5~2m)를 피하기 위해 대인 간격을 유지하세요.
📋 비말 입자 크기별 체공 시간 & 확산 거리 비교표
| 입자 종류 | 지름 (㎛) | 낙하 속도 | 1.5m 중력 낙하시간 | 확산 예상거리 | 주요 행태 |
|---|
💡 자주 묻는 질문 (FAQ)
Q 재채기를 할 때 왜 미세 에어로졸(5㎛ 이하)은 공기 중에 몇 시간 동안 떠 있나요?
비말의 지름이 5㎛ 이하로 작아지면 중력에 의한 낙하 속도(스토크스 종단속도: 약 0.75mm/s)가 극히 느려집니다. 또한 수분이 밀리초 단위로 급속 증발하여 비말핵(droplet nuclei)이 된 후, 미세한 실내 공기 대류(자연 침기 및 환기)에 쉽게 휩쓸려 방치 시 최대 3시간 이상 공기 중에 부유하게 됩니다.
Q 큰 물방울(100㎛)과 미세 에어로졸(5㎛)의 낙하 및 확산 거리는 어떻게 다른가요?
100㎛ 이상의 큰 비말은 높은 관성력과 중력의 영향으로 재채기 분사 기류를 따라 탄도적 궤적을 그리며 1~2m 이내에서 1~3초 만에 바닥으로 떨어집니다. 반면 5㎛ 이하 에어로졸은 분사 후 기류에 탄 실내 전역으로 확산되어 3~8m 이상 퍼지거나 밀폐 공간 전체를 순환합니다.
Q 실내 환기(ACH: 환기 횟수)가 비말 체공 시간에 어떤 영향을 미치나요?
창문을 닫은 밀폐 공간(ACH 0.3~0.5회/시간)에서는 에어로졸 제거 반감기가 약 1.4~2시간에 달하지만, 창문을 열어 맞통풍 환기(ACH 3.0회/시간 이상)를 실시하면 반감기가 14분 이내로 급격히 감소하여 체공 시간과 공기 중 감염 농도를 80% 이상 감소시킵니다.
Q 계산기에서 사용된 유체역학 공식과 공인 물리 출처는 무엇인가요?
본 시뮬레이터는 질병관리청(KDCA), 세계보건기구(WHO)의 비말 지침과 스토크스 법칙(Stokes' Law: v_t = ρ_p g d² / 18μ), 그리고 에어로졸 증발 및 기류 유체 역학 표준 모델을 기반으로 오프라인 오라클 대조 연산을 수행합니다.