Wiskunde

de cycloon stofzuiger


Inleiding

Stofzuigers bestaan al lang en werken ondanks jarenlange ontwikkeling al tientallen jaren op dezelfde manier. Vuil wordt door een zuigende kracht opgezogen en opgevangen in een zak. Naarmate deze zak zich steeds meer vult met vuil neemt de zuigkracht af en moet er een nieuwe zak worden geplaatst. Voor uitvinder James Dyson was dit principe een doorn in het oog. Hij vond dat een stofzuiger ongeacht de hoeveelheid opgevangen vuil altijd met een optimale zuigkracht moest kunnen werken. Jarenlang deed hij onderzoek en bouwde hij prototypes en inmiddels zijn de Dyson stofzuigers een groot succes. 

Hoe het werkt

Het verschil tussen deze nieuwe en traditionele stofzuigers is het gebruik van "cycloon scheiding". Lucht wordt aangezogen en komt terecht in een cilindervormige buis. Deze buis is zo gevormd dat de lucht als een tornado wordt rondgedraaid. Het vuil dat zich in de lucht bevindt wordt door de middelpuntvliedende uit de circulerende lucht geslingerd en glijdt langs de wand van de cilinder naar beneden waar het in een bak terecht komt. De schone lucht verlaat de cilinder aan de andere kant zonder enige belemmering. Hierdoor blijft de zuigkracht behouden.

Er bestaan nog meer toepassingen voor deze techniek, die evengoed toe te passen is op vloeistoffen. Hiermee kunnen zware en lichte delen in een mengsel gescheiden worden.

onderzoeksvragen

Eisen
Aan welke eisen moet de cilinder voldoen om een goede cycloon te vormen?

Luchtsnelheid
Welke invloed heeft de snelheid van de luchtstroom in de cycloon op de scheiding van vuil uit de lucht?

Deeltjes scheiden
Is het mogelijk om door de snelheid van de cycloon te reguleren te bepalen welke deeltjes worden gescheiden?