Коробка стояла на коврике в моей библиотеке, среди книг в твердом переплете, мягких обложках и экземпляров The New York Times. Пакет оказался высоким, намного выше, чем я ожидал. И все же он был там, приветствуя меня после долгого рабочего дня. В доме было тихо. В комнату вбежала кошка и потерлась пушистыми щеками о клетку. Собаки следовали за ними и нюхали влажные запахи.
Осторожно держа ножницы в руке, я отрезал упаковочную ленту. Один снип. Два снипа. Три, а потом четыре. Лента упала на ковер липким клубком, к большому удовольствию кота. Содержимое было окутано пластиковыми и картонными рукавами, которые я осторожно вынул из коробки. Я сорвал пластик и выкинул рукава в беспорядке. О боже, разве это не было прекрасно! Мой новый пылесос Dyson был прекрасен! Я быстро собрал машину, руки тряслись, как у неуклюжего любовника. Шланг идет сюда, насадка туда. Я подключил его. Я запустил его.
Дайсон взревел. Я был поражен. Раньше у меня были дела с другими пылесосами. В конце концов, они потеряли способность удовлетворять. Пошли они в облаке пыли в гараж, на городскую свалку, на чердак. Я надеялся, что Дайсон будет другим. Я был уверен, что это будет. Я сделал домашнее задание. Циклонное разделение! Это был билет. Ни один из других пылесосов, которые у меня когда-либо были, не имел такой технологии.
Циклоническое разделение! Это звучало как что-то из научно-фантастического романа Айзека Азимова. Но это был научный факт. Дайсон разочарует? Было ли циклоническое разделение всего лишь маркетинговым трюком? Будет ли это работать? И что, во имя Electrolux, вообще такое циклонная сепарация?
Сила Циклона
Начнем с основ. Циклонная сепарация может удалять частицы, такие как грязь и пыль, из потока воздуха, газа или жидкости. Инженеры иногда называют эти торнадоуловители пыли центробежными сепараторами. Это потому, что в основе этих машин лежит нечто, называемое центробежной силой.
Вспомните школьный урок физики. Центробежная сила- это стремление объекта, следующего по кривой траектории, улететь от центра кривизны. Помните эксперимент с мячом и струной? Конечно да. Вы качали мяч на веревочке над головой. Что произошло, когда вы отпустили струну? Мяч отлетел по траектории, касательной к его радиусу в точке выброса. Это центробежная сила, которую не следует путать сцентростремительной силой, движением объекта к центру или оси (или с тем, что заставляет мяч двигаться по кругу над вашей головой, пока вы отпускаете его).
Тем не менее, центробежная сила - это не реальная сила, а форма инерции, склонность объекта двигаться по прямой до тех пор, пока на него не подействует другая сила. В циклонном сепараторе обычно воздух, насыщенный грязью и пылью, прокачивается через верхнюю часть вертикального цилиндра с коническим дном. Быстро движущийся воздух входит в камеру в верхней части цилиндра и начинает сильно вращаться. Когда это происходит, формируется мини-торнадо или циклон.
Воздух и пыль бешено вращаются по спирали. Поскольку частицы имеют большую массу, чем молекулы воздуха, требуется большая сила, чтобы поддерживать движение обломков по кругу. Но внутри циклонической камеры такой силы нет. По мере вращения вращающейся массы воздуха более тяжелые частицы начинают расходиться и двигаться к стенке камеры. Поскольку эти большие плотные частицы обладают слишком большой инерцией, чтобы следовать кривизне воздуха, они отбрасываются в стороны. Шлеп, частицы врезаются в стену, соскальзывая на дно пылесборника или мусорного бака.
Наконец, «чистый воздух» в нижней части циклона меняет направление и перемещается вверх по центру цилиндра к выхлопной трубе или выпускному отверстию, которое обычно соединено с фильтром, улавливающим любые оставшиеся мелкие частицы.
Grease Be Gone: другие способы использования циклонной сепарации
Все это звучит сложно, но циклонные сепараторы настолько просты, что даже умелый человек может сделать их в домашних условиях. Многие отрасли промышленности используют их для удаления загрязняющих веществ из воздуха, газа и воды. Устройства бывают всех форм и размеров. Вот образец.
- Циклонные жироотделители: Многие промышленные и профессиональные кухни полагаются на технологию циклонного разделения для удаления мельчайших (более 5 нанометров) частиц жира из воздуха. В этих огромных кухнях воздух, наполненный жиром, летит в машину. Внутри сепаратора циклоническая активность подталкивает воздух к стенкам фильтра. Жир стекает на дно агрегата, а чистый воздух поступает обратно в помещение.
- Горизонтальные пылеуловители: Для удаления пыли и других загрязняющих веществ с производственных предприятий инженеры часто монтируют крупногабаритные пылеуловители над цехом. Одним из типов промышленных циклонных сепараторов является высокоэффективная горизонтальная система пылеулавливания. Большинство циклонных сепараторов имеют вертикальную ориентацию и зависят от гравитации, когда пыль попадает в накопительный бункер. Однако горизонтальные системы сбора полагаются на вторичный воздушный поток для направления твердых частиц в мусорное ведро. Когда грязный воздух попадает в горизонтальный коллектор, он начинает свой вихревой танец, вращаясь к стенкам коллектора. Второй мощный поток воздуха поступает в разделительную камеру через ряд сопел. Стремительный воздух захватывает собранные частицы до того, как они достигнут внутренних стенок агрегата, и переносит мусор прямо в бункер.
- Многоциклонные сепараторы: Если один циклонный сепаратор хорош, то несколько сепараторов должны быть лучше, верно? Вы держите пари. Они известны какмультиклоны В таком устройстве наполненный пылью воздух проходит через общий воздухозаборник, где ряд циклонных сепараторов малого диаметра удаляет частицы. Мультиклоны создают большую центробежную силу, чем обычный циклонный сепаратор, что обеспечивает лучшее разделение.
- Сепараторы вторичного воздушного потока: Как и горизонтальные пылеуловители, некоторые циклонные сепараторы имеют системы вторичного воздушного потока, которые увеличивают скорость циклона, повышая эффективность сбора пыли.
- Гидроциклонные сепараторы: Эти циклонные устройства удаляют твердые частицы из быстро текущей воды. Чем выше скорость воды, тем больше центробежная сила. Вращающийся циклон воды отбрасывает частицы к внешнему краю вращающегося вихря. Частицы ударяются о стену циклона и соскальзывают в мусорный бак.
Итак, вернемся к моему циклонному пылесосу. Это было потрясающе. Дайсон всасывал грязь, пылевых клещей, собачью шерсть и засохшую кошачью рвоту так, как я никогда раньше не видел. Я с изумлением наблюдал, как боги физики вырывали обломки из вращающегося вихря, загоняя грязный меланж на дно цилиндра. Без суеты, без беспорядка, без сумок, без грязи. Правила циклонического разделения!
Примечание автора: как работает циклонная сепарация
Пожалуйста, не думайте, что я странный, но я один из тех парней, которым нравится пылесосить. Я делаю это один раз в день, может два раза зимой. Я должен. Кошки и собаки, не говоря уже о дровяной печи, оставляют повсюду пыль, шерсть и перхоть. Кроме того, это дает мне время обдумывать статьи и книги в голове. Что касается очистки, циклонная технология, кажется, справляется со своей задачей. Кроме того, я люблю смотреть, как грязь крутится в цилиндре.