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by 도주해 May 09. 2018

원통형 트럭의 정체는 무엇?

도심 또는 고속도로를 달리다 보면 크고 작은 원통을 이고지고 가는 트럭을 자주 볼 수 있습니다. 우리가 타고 다니는 자동차의 연료인 휘발유 또는 가스 등의 액체를 운반하는 트럭인 '탱크로리'입니다. 탱크로리는 다른 트럭과 달리 원통형입니다. 단순하게 직사각형 탱크가 더 많은 양을 운반할 수 있을 것 같고, 제작도 쉬울 것 같은데 왜 트럭은 서로 다른 모습일까요? 오늘은 액체를 운반하는 탱크로리가 원통형인 이유에 대해 알아보도록 하겠습니다.

탱크로리란?

탱크로리는 액체 운반을 목적으로 하는 화물용 차량입니다. 주요 운반물로는 석유, 액체 가스류, 우유 물, 가솔린 등이 있습니다. 도로뿐만 아니라 우리가 기차를 타고 목적지를 가는 동안에도 중간중간 찾아볼 수 있으며 정화조 차량도 이에 해당됩니다.

운반해야 하는 액체의 성질에 따라 탱크의 크기도 다르며 가압 또는 비 가압, 절연 또는 비 절연 등 탱크 트럭도 다양합니다. 물, 우유 등의 식용 액체부터 석유, 폐염산 등의 위험물까지 액체 운반을 위한 차량입니다. 탱크로리는 일본식이고 영어로는 탱크 트럭, 탱커가 옳은 표현입니다.

왜 원통형일까?

원통형은 충격에 강하기 때문입니다. 충격에 강한 성질 덕분에 덧붙일 필요가 없어 제조비용이 줄어듭니다. 반대로 직사각형, 정사각형은 모서리가 있고 각 면이 평평하기 때문에 압력에 취약합니다. 또한 사각형 용기는 한번 강한 충격을 받고 나면 다음 충격에 취약해집니다. 물론 잘 만들면 되겠지만 그만큼 비용이 증가합니다.

이와 같은 이유로 비행기 창문을 직사각형이 아닌 둥근 창문으로 만드는 것입니다. 사각형은 강한 충격을 받으면 독립된 네 개의 모서리에 충격이 집중됩니다. 하지만 모서리를 둥글게 만들면 힘이 분산되기 때문에 파손될 가능성이 줄어들게 됩니다.

액체를 담기에 적합하다.

같은 면적의 철판이라면 사각형보다 구형이 주어진 표면적의 최대 부피를 저장할 수 있습니다. 하지만 구형은 운송하기에 쉽지 않아 원통, 타원의 형태의 용기에 운반합니다.

뛰어난 안전성

액화 가연성 가스와 같은 액체를 담고 있는 차량은 무엇보다 안정성이 가장 중요합니다. 영화에서 보는 것처럼 막 터지면 안되겠죠. 따라서 중심이 가능한 한 지면에 가까운 모양을 선택하게 됩니다. 직사각형 탱크의 무게 중심은 원통형 탱크 보다 더 높이 위치하기 때문에 주행 시 무게 중심이 쉽게 흐트러지게 돼 안정성이 떨어집니다.

슬러싱 현상 저감

트럭이 가속하거나 감속을 할 때, 탱크 안에 액체는 관성의 법칙에 따라 이러 저리 움직이게 됩니다. 반대로 정지한 채로 장시간 있으면 액체는 운동(움직이지) 하지 않습니다. 하지만 외력에 의해 움직인 유체의 고유 주파수와 일치하는 공진 조건을 만족하게 되면 격렬하게 요동치게 되고 탱크 안 벽면에 강하게 부딪혀 탱크를 손상 시킬 수 있습니다.

이런 슬러싱 현상을 최소화하기 위해 탱크 안은 다양한 장치로 급격한 유동을 방지합니다. 또한 탱크로리 기사분들은 이런 위험성 때문에 급가속, 급정거를 최소화합니다. 원통형은 강하고 사각형보다 위험을 대비한 장치 양이 줄어 제작비용을 절감과 향상된 안전성을 보장합니다.

액체 추출 및 유지 보수

원통형은 액체를 추출할 때 액체가 탱크 바닥으로 자연스럽게 흘러가기 좋은 깔때기 구조입니다. 화장실 욕조가 둥글둥글하죠. 반대로 사각형은 마지막 한방울까지 추출하기에 그리 좋은 모양은 아닙니다. 직사각형 탱크는 모서리에 액체가 달라붙어 찌꺼기가 남기 때문에 적합하지 않습니다.

사각형이 제작하기에 쉽지만 원통형보다 충격에 약하고 무게도 중심이 높습니다. 또한 액체의 추출, 유지보수에 적합하지 않아 사각형은 물건을 옮기는데 더 많이 사용되고 있습니다. 최근에는 위험물을 안전하게 옮기기 위한 연구가 지속적으로 이뤄지고 있습니다. 더불어 기사님의 안전과 운전환경도 개선되었으면 하는 바람입니다. 감사합니다.

참고 : 투과성 내부재가 설치된 사각형 탱크내의 슬로싱 현상에 대한 실험적 연구 논문