Dlaczego zatkany odkurzacz przyspiesza

No dobra, nagrałem sobie odkurzacz:

Jak widać najbardziej znacząca składowa zwiększa częstotliwość. Jednocześnie całość jest cichsza, szczególnie widać to na niskich częstotliwościach - zatkany nie ma ich w ogóle. Jeżeli przyjmiemy, że ta najmocniejsza składowa reprezentuje silnik bądź wirnik to prędkość obrotowa się zwiększa.

Dlaczego? Zatkany odkurzacz wysysa dostępne mu powietrze znajdujące się w rurze i komorze z workiem. Oczywiście nie jest szczelny więc zasysa też coś bokiem - jednak ogólny strumień powietrza (przepływ objętości/masy w jednostce czasu) się zmniejsza. Z drugiej strony różnica ciśnień pomiędzy komorą (wlotem) a wylotem się zwiększa. Ta zmiana (wzrost) różnicy ciśnień jest jednak mniejsza niż zmiana (spadek) strumienia powietrza co w konsekwencji powoduje, że obciążenie silnika jest mniejsze i rośnie jego prędkość obrotowa. (Moc silnika jest stała, mój odkurzacz nie ma regulacji)

Oto teoria kolegi i moja. ;-)

Anoxic napisał(a)

Z wzoru na enegię kinetyczną przepływu: Ek = (m*(v1^{2 -v2}2)/2 gdzie:
m - masa przepływającego powietrza
v1 i v2 - prędkość na wlocie i wylocie,
wynika iż silnik odkurzacza po rozpędzeniu się niejako sam siebie napędza. Więc zatkanie wlotu a więc spadek prędkości na wlocie spowoduje spadek Ek.
Silnik zaczyna pracować mocniej by wyrównać różnicę.

Musi pracować mocniej, żeby utrzymać obroty. Większa praca w tym przypadku może równa się większemu tarciu, a co za tym, większemu hałasowi. Zgadza się to też z obserwacją:

Azarien napisał(a)

Zwykły wentylatorek od komputera położony na stole „dmuchającą” stroną do dołu też zaczyna nagle bardziej hałasować.

Zresztą jednym odkurzacz działa ciszej, innym głośniej. Myślę, że właśnie zależy to od szczelności :D

somekind napisał(a)

Silnik odkurzacza to mniejszy problem. Ja się teraz zastanawiam, jak Wy opony w rowerach pompujecie.

To był skrót myślowy, ale na przyszłość mogę ci powiedzieć, że istnieją opony bezdętkowe.
http://pl.wikipedia.org/wiki/Szytka

Rozpie*dala mnie ten temat. Widzę że programiści mają fetysz na punkcie odkurzaczy, to już drugi taki temat :D

Przy okazji pytanie, do autora tematu, co dzieje się z odkurzaczem gdy zmienisz z "SUCK" na "BLOW" czy jak tam się u ciebie to nazywa? Masz taką opcję? Też obroty większe? Mam na myśli przy zatkaniu.

Wibowit napisał(a)

Musi pracować mocniej, żeby utrzymać obroty. Większa praca w tym przypadku może równa się większemu tarciu, a co za tym, większemu hałasowi.

1. Co każe silnikowi elektrycznemu utrzymywać obroty?
2. O tarcie czego o co chodzi?

1. pole magnetyczne pomiedzy stojanem a wirnikiem, wplyw ma tez opór powietrza na turbince
2. tarcie na lozyskach + tarcie szczotek o komutator

strzelam, nie pamietam dokladnie ale to cos kolo tych tematow.

Ciekawy temat :)
Uświadomiłem sobie, że silnik w odkurzaczu nie tylko jest miły dla ucha... ale też musi nieźle zapitalać. Jak tu google mówi do 25 000 obr/min :D Dla porównania jadąc rowerem 50km/h na 28 calowych kołach, robimy tylko 374 obr/min.

Silniki w odkurzaczach są zwykle silnikami komutatorowymi prądu przemiennego (asynchroniczne). Oznacza to, że im większe obciążenie wału, tym wolniejsze obroty.
Im wolniejsze obroty, tym większa moc oddawana przez silnik. Największe obroty są na biegu jałowym, bez obciążenia. Jeśli zastosowano by silnik synchroniczny, to miałby stałą prędkość, niezależnie od obciążenia.

Jeżeli wirnik przyspiesza przy zatkanej rurze, to oznacza to, że obciążenie jest mniejsze. A mniejsze jest dlatego, że przy braku przepływu łopatki wirnika wykonują znacznie mniejszą pracę, bo nie "przesuwają" powietrza. Jedyne obciążenie to opór powietrza na "wirowanie", ale ten jest znikomy w porównaniu z koniecznością rozpędzenia napływającego powietrza gdy przepływ nie jest zatkany. Nie wiem jaka jest dokładnie konstrukcja wirnika w odkurzaczu, ale np. w pompach odśrodkowych opory na wirniku rosną wraz z szybkością przepływu. Natomiast różnica ciśnień przed i za wirnikiem rośnie z prędkością obrotową wirnika.

Czyli podsumowując:

• wąż zatkany: mały przepływ -> mały opór -> duże obroty -> duża różnica ciśnień
• wąż odetkany: duży przepływ -> duży opór -> małe obroty -> mała różnica ciśnień

Oczywiście w przypadku powietrza, różnica między "małe" i "duże" nie jest znowu taka znaczna. Gdyby to była ciecz, efekt byłby znacznie bardziej zauważalny. Dlatego w pompach wody zwykle stosuje się silniki indukcyjne synchroniczne - mają stałe obroty niezależnie od obciążenia.