Wie die Zyklonabscheidung funktioniert

Mit einer Schere vorsichtig in der Hand schnitt ich das Packband ab. Ein Schnitt. Zwei Schnitte. Drei und dann vier. Das Klebeband fiel in einem klebrigen Knäuel auf den Teppich, sehr zur Freude der Katze. Plastik- und Papphüllen umhüllten den Inhalt, den ich vorsichtig aus der Schachtel hob. Ich riss das Plastik ab und warf die Ärmel durcheinander. Oh mein Gott, war das nicht wunderschön! Mein neuer Dyson Staubsauger war wunderschön! Ich baute die Maschine schnell zusammen, meine Hände zitterten wie ein ungeschickter Liebhaber. Der Schlauch geht hier, die Düse dort. Ich steckte es ein. Ich zündete es an.

Der Dyson erwachte zum Leben. Ich war hingerissen. Ich hatte schon früher Affären mit anderen Staubsaugern. Schließlich verloren sie ihre Fähigkeit zur Befriedigung. Los ging es, in einer Staubwolke zur Garage, zur Müllkippe, zum Dachboden. Ich hatte gehofft, der Dyson wäre anders. Ich war mir sicher, dass es so sein würde. Ich hatte meine Hausaufgaben gemacht. Zyklonabscheidung! Das war die Fahrkarte. Keiner der anderen Staubsauger, die ich jemals besessen habe, hatte eine solche Technologie.

Zyklonabscheidung! Es klang wie aus einem Science-Fiction- Roman von Isaac Asimov. Aber das war eine wissenschaftliche Tatsache. Würde der Dyson enttäuschen? War die Zyklonabscheidung nur ein Marketing-Gag? Würde es funktionieren? Und was im Namen von Electrolux ist überhaupt Zyklonabscheidung?

Beginnen wir mit den Grundlagen. Die Zyklonabscheidung kann Partikel wie Schmutz und Staub aus einem Luft-, Gas- oder Flüssigkeitsstrom entfernen. Ingenieure nennen diese tornadischen Staubbrecher manchmal Zentrifugalabscheider. Das liegt daran, dass die Wurzel dieser Maschinen eine sogenannte Zentrifugalkraft ist [Quelle: University of Delaware ].

Denken Sie an Ihren Physikunterricht in der High School zurück. Die Zentrifugalkraft ist die Tendenz eines Objekts, das einer gekrümmten Bahn folgt, vom Zentrum der Krümmung wegzufliegen. Erinnerst du dich an das Ball-und-Schnur-Experiment? Natürlich tust du das. Du hast einen Ball an einer Schnur über deinem Kopf geschwungen. Was ist passiert, als du die Saite losgelassen hast? Der Ball flog auf einer Bahn davon, die tangential zu seinem Radius am Punkt des Abwurfs war. Das ist die Zentrifugalkraft, die nicht mit der Zentripetalkraft zu verwechseln ist , der Bewegung eines Objekts in Richtung eines Zentrums oder einer Achse (oder was den Ball dazu zwingt, sich in einem Kreis über Ihrem Kopf zu bewegen, bis Sie ihn loslassen).

Die Zentrifugalkraft ist jedoch keine echte Kraft, sondern eine Form der Trägheit, die Tendenz eines Objekts, sich in einer geraden Linie zu bewegen, bis eine andere Kraft darauf einwirkt. In einem Zyklonabscheider wird normalerweise mit Schmutz und Staub beladene Luft durch die Oberseite eines vertikalen Zylinders mit konischem Boden gepumpt. Die sich schnell bewegende Luft tritt in die Kammer am oberen Ende des Zylinders ein und beginnt heftig zu rotieren. Dabei bildet sich ein Mini-Tornado oder Zyklon [Quelle: Wacharawichanant ].

Die Luft und der Staub drehen sich wild in einer kreisförmigen, spiralförmigen Bewegung. Da die Partikel mehr Masse als Luftmoleküle haben, ist eine größere Kraft erforderlich, um die Trümmer im Kreis zu bewegen. Aber es gibt keine solche Kraft innerhalb der Zyklonkammer. Wenn sich die wirbelnde Luftmasse dreht, beginnen die schwereren Partikel auseinander zu laufen und sich zur Wand der Kammer zu bewegen. Da diese großen, dichten Partikel zu viel Trägheit haben, um der Krümmung der Luft zu folgen, werden sie gegen die Seiten geschleudert. Klatschen, die Partikel knallen gegen die Wand und rutschen auf den Boden einer Staubfalle oder eines Mülleimers [Quellen: Wacharawichanant , University of Delaware ].

Schließlich ändert die „saubere Luft“ in der Nähe des Bodens des Zyklons die Richtung und bewegt sich in der Mitte des Zylinders nach oben zu einem Abgasrohr oder Auslass, das normalerweise mit einem Filter verbunden ist, der alle verbleibenden feinen Partikel auffängt [Quelle: University of Delaware ] .

All dies klingt kompliziert, aber Zyklonabscheider sind so einfach, dass eine geschickte Person einen zu Hause herstellen kann. Viele Industrien verwenden sie, um Schadstoffe aus Luft, Gas und Wasser zu entfernen. Die Geräte gibt es in allen Formen und Größen. Hier ist ein Beispiel.

Also zurück zu meinem Zyklon-Staubsauger. Es war wundervoll. Der Dyson saugte den Schmutz, die Hausstaubmilben, die Hundehaare und das getrocknete Katzenkotze auf, wie ich es noch nie zuvor gesehen hatte. Ich sah verblüfft zu, wie die Götter der Physik die Trümmer aus dem sich drehenden Wirbel herausrissen und die schmutzige Mischung auf den Boden des Zylinders zwangen. Keine Aufregung, kein Durcheinander, keine Taschen, kein Dreck. Zyklonale Trennungsregeln!

Anmerkung des Autors: Wie die Zyklonabscheidung funktioniert

Bitte denken Sie nicht, dass ich komisch bin, aber ich bin einer dieser Typen, die gerne Staub saugen. Ich mache es einmal am Tag, vielleicht zweimal im Winter. Ich muss. Die Katzen und Hunde, ganz zu schweigen vom Holzofen, hinterlassen überall Staub, Haare und Hautschuppen. Außerdem habe ich Zeit, meine Artikel und Bücher in meinem Kopf zu gestalten. Was die Reinigung betrifft, scheint die Zyklontechnologie die Arbeit zu erledigen. Außerdem liebe ich es, den Schmutz im Zylinder zu sehen.

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