Viermalvier.de, das Geländewagenportal Foren viermalvier markenunabhängiger talk Technik - sonstiges Warum ist das so?

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Wenn man in einem runden Behälter z.B. einem Planschbecken das darin enthaltene Wasser in eine Drehbewegung versetzt, dann sammeln sich nach einer Weile die im Wasser enthaltenen Verunreinigungen wie Gräser, Blätter, Sand und Steinchen in der Mitte auf dem Boden des Beckens.
Andererseits werden in einem Zyklon- oder Zentrifugalfilter die Schmutzpartikel nach außen geschleudert.

Warum ist das so????

Bitte klärt mich auf, ich komme von alleine nicht drauf!

Während in dem Becken gerührt wird, wirken auf die Wasserteilchen, Verunreinigungen und Kinder "Fliehkräfte": Alles wird nach außen gedrückt - und man erkennt, dass die die Verunreinigungen am äußeren Rand entlang treiben. Der Fachmann nennt das "Primärströmung".
Wenn man mit dem Rühren aufhört, erkennt man deutlich den Strudel: Das Wasser am Rand des Beckens steht höher als in der Mitte. Am Beckenrand herrscht also ein höherer Druck als in der Beckenmitte. Um einen Druckausgleich herzustellen, muss an des Beckenwand Wasser herunterströmen und dann in der Mitte wieder aufwärts. Das ist die so genannte Sekundärströmung. (Das kann man sich etwa so vorstellen: Wenn man am Rand eines Cremetopfes die Creme herunterdrückt, quellt sie in der Mitte hoch.)
Schaut bildlich wie ein in sich selbst rotierender Donut aus.


Am Boden der Beckens verlangsamt sich die Geschwindigkeit des "gerührten" Wassers sehr schnell: Die Reibung an des Beckens bremst nämlich ziemlich stark. Dadurch werden die Verunreinigungen nicht mehr nach außen beschleunigt, sondern von der Sekundärströmung in die Mitte getragen. Und weil die verunreinigungen schwerer als Wasser sind, bleiben sie am Boden liegen.

Bei einem Zyklon werden die Verunreinigungen vor dem auftreffen auf dem Boden kontrolliert abgefangen.


und das ganze auch auf Fach-Chinesisch:


Prof. Dr. Michael Rückert von der Fachhochschule Köln erklärt das Zustandekommen der Sekundärströmung so:
"Die Sekundärströmung wird dadurch verursacht, dass die Primärströmung eine Potenzialströmung ist, d.h. das Produkt aus Radius und Geschwindigkeit ist konstant. Außen ist bei größerem Radius somit die Strömungsgeschwindigkeit kleiner und der dynamische Druck größer. Wegen der Konstanz des Gesamtdruckes ist somit der statische Druck am Rand größer, die Strömung fließt somit nach innen, in den Bereich des geringeren Druckes."

Ja... das Entscheidende ist dabei, ob die "Korngröße" eines Teilchens über oder unter einer bestimmten, durch Geometrie und sonstige Parameter des Wirbels festgelegten Grenze liegt.

Vereinfacht gesagt: die Fliehkraft zieht nach außen, und die Druck- und Widerstandkraft nach innen. Für große/schwere Teilchen ist die Fliehkraft höher (die gehen nach außen), und für kleine/leichte die Druck- und Widerstandkraft (und die gehen nach innen). Für die Widerstandkraft spielt auch noch das spezifische Gewicht und die Form eine Rolle, und da schneiden die genannten Blätter sicher schlecht ab <img src="/forum_php/images/graemlins/smile.gif" alt="" />

Wer es noch genauer wissen will: Abschnitt "Grenzkorngröße" im folgenden Skript über die theoretischen Grundlagen von Zyklonfiltern:

http://www.vu.fh-heilbronn.de/Lohrengel/Ab6.pdf

Die Abbildungen dazu:

http://www.vu.fh-heilbronn.de/Lohrengel/Abgas6.pdf

@apollo: hey, wie soll ich argumentativ folgen, wenn Du die ganze Zeit Deinen Beitrag editierst? <img src="/forum_php/images/graemlins/wink.gif" alt="" />

Aber ganz interessant: zwei völlig unterschiedliche Erklärungen (Sekundärströmung und Grenzkorngröße) für ein Phänomen, wahrscheinlich sind auch beide dran beteiligt.

@ apollo

vielen Dank für die aufschlussreiche Erklärung, hab`s kapiert.
Aber die Sache mit der Grenzkorngrösse muß ich mir nochmal verinnerlichen.

so, beitrag bleibt jetzt wie er ist. <img src="/forum_php/images/graemlins/grin.gif" alt="" />

aber die grenzkorngröße ändert sich proportional zur umdrehungsfreqenz, behaupte ich jetzt mal so.
-> je schneller desto größer <- muss halt nur die masseträgheit überwunden werden.