气旋分离是如何工作的

在戴森真空吸尘器中工作的旋风分离。

图片由戴森提供

让我们从基础开始。气旋分离可以消除空气、气体或液体中的微粒，如污垢和灰尘。工程师们有时称这些龙卷风除尘器为离心分离器。这是因为这些机器的根本是一种叫做离心力的东西。特拉华大学]。

回想一下你高中的物理课。离心力是物体沿着弯曲路径飞离曲率中心的趋势。还记得那个球和线的实验吗?你当然知道。你用绳子把球甩过头顶。你松开绳子的时候发生了什么?球沿与其释放点的半径相切的轨迹飞出去。这就是离心力，不要和它混淆向心力，物体向中心或轴的移动(或迫使球在你的头顶上保持圆周运动直到你释放它)。

然而，离心力并不是一种真正的力，而是惯性的一种形式，即物体在另一个力作用于它之前沿直线运动的趋势。在旋风分离器中，典型的带有污垢和灰尘的空气被泵送通过一个底部为锥形的垂直圆筒的顶部。快速移动的空气进入圆筒顶部的腔室并开始剧烈旋转。当这种情况发生时，一个迷你龙卷风或气旋就形成了。

空气和灰尘疯狂地旋转着，呈圆形、螺旋状运动。因为颗粒比空气分子质量大，所以需要更大的力来保持碎片的圆周运动。但在旋风室中没有这种力量。当旋转的空气团旋转时，较重的粒子开始发散并向室壁移动。因为这些大而密的颗粒有太多的惯性，无法跟随空气的曲率，它们被扔到侧面。啪的一声，颗粒撞在墙上，滑到捕尘器或垃圾箱的底部[来源:Wacharawichanant，特拉华大学]。

最后，靠近旋风底部的“清洁空气”改变方向，向上移动到圆筒中心的排气管或出口，排气管通常与过滤器相连，以捕获任何剩余的细颗粒[来源:特拉华大学]。

所有这些听起来很复杂，但旋风分离器是如此简单，一个手快的人可以在家里做一个。许多工业用它们来去除空气、气体和水中的污染物。这些设备有各种形状和大小。这里有一个例子。

那么，回到我的旋风吸尘器。太神奇了。戴森吸走了泥土、尘螨、狗毛和干猫呕吐物，这是我以前从未见过的。我惊奇地看着物理学之神从旋转的漩涡中撕裂碎片，迫使肮脏的msamlange落在圆柱体的底部。没有大惊小怪，没有混乱，没有袋子，没有污垢。旋风分离规则!