吸尘原理大解构

出版日期: 2025年2月4日

吸尘机是我们清洁家居的好帮手。只需一会儿,它就能够把家里的碎屑和尘埃吸得一干二净。为甚么吸尘机有这么大的吸力?这就要从吸尘机的原理说起。

吸尘机的运作原理

吸尘机是这样运作的:

1. 开启吸尘机时,吸尘机内的扇叶会高速旋转,将空气推向它的后方,令吸尘机后方的气压上升。

2. 由于扇叶前方的空气被抽走,气压较低的地方就会形成气旋。

3. 樽内的气压低于大气压力时,为了补充空气,樽外的空气便会流向樽内,同时产生气流。如果气流够快,就能够把碎屑也吸进樽内, 达到吸尘的效果。

各式各样的碎屑

吸尘机不是万能的。碎屑的重量和形状,都会影响它能不能被吸尘机吸走。

• 幼细沙粒或粉末的直径只约有50 微米(即0.05 毫米),非常轻巧, 因此较易吸入。

• 大沙粒的直径一般有0.5 毫米, 而且密度高,重量较重,较难被吸入。

• 橡皮擦碎屑的形状、大小不均,太大的因较重而较难吸起;一些较小的橡皮擦碎屑因形状不均,难以顺着气流飘动,也同样难吸。

• 肉眼看得见的灰尘或纸碎虽然轻巧,但也可能因形状不规则,而难以顺着气流吸进吸尘机内。

扇叶与吸力

扇叶的叶片数量越多,能够推动的空气量也越大,可以造成更大的气流,使吸力增强,吸走较重或形状不规则的碎屑。

不过由于吸力大,碎屑会高速飞行,甚至可能从吸尘机后方飞出,因此吸尘机后方需要有护罩挡住。

▲有八块叶的扇叶(右图)较只有四块叶的扇叶(左图)吸力大。

利用扇叶的电器

除了吸尘机外,生活中还有很多利用扇叶的电器。

例如,搅拌机底部的刀片体积虽细小,但高速转动时会产生漩涡,令固体食材沿着中心的低压区沉底,然后被刀片打碎。

▲搅拌机的刀片就像扇叶, 旋转时令上方产生低压, 然后形成漩涡。

风扇、抽湿机、风筒等电器也是利用扇叶来带动气流的哦!

中央吸尘系统

如果屋子的面积不大,用一般的吸尘机已经足够清洁全屋。但如果要清洁大屋,吸尘系统或者会令清洁方便很多。这个系统的运作原理跟一般的吸尘机一样,利用扇叶产生的气压差来吸尘,但它的设计比较特别。

吸尘机械人

因为用人手操作吸尘机吸尘需要不少体力,所以吸尘机械人从2000 年开始逐渐流行。最初技术还未成熟,有些型号的吸力较弱,吸不起较重的灰尘,导航能力也较差。但随着10 多年来的发展,现在的效能已经大有改善。

吸尘机械人的优点:
1. 吸尘机械人透过感应超声波或激光的反射,探测附近的障碍物,从而自动导航。

2. 虽然吸力比一般的吸尘机弱,但也足以应付家居清洁。

3. 吸尘机械人发出的噪音比一般吸尘机少,对听觉的损害也大幅降低。

太空吸尘机!?

为了清除环绕地球的太空垃圾,科学家想过不同方法,而其中一个就是制造一部有引擎的巨大吸尘机。

不过,现在科学家采用了其他方法清理太空垃圾,所以这个方法还未被实现。

(内文插图取自:《儿童的科学》第182期)

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