互动科普

以往的吸尘器中，用于收集灰尘的基本是集尘袋。而最近流行的“旋风式”吸尘器则与此不同。

“旋风式”是指通过离心力来分离灰尘和空气的方式。与空气同时被吸入的灰尘，在吸尘器内部的圆形集尘筒内高速旋转，由此产生的强离心力作用于灰尘，使其贴附在集尘筒的壁面上，从而与空气分离开来。

分离灰尘的系统

集尘筒入口的位置与集尘筒的重心错开，使混有灰尘的空气沿筒壁运动。这样灰尘和空气就会在筒内做旋转运动。当物体旋转时，会受到离心力的作用。物体质量越大所受离心力越大，因而质量大于空气的灰尘就会受到更大的离心力，被甩到集尘筒的壁面上，从而与空气分离开来。

使用集尘袋式吸尘器时，由于灰尘越积越多，会使空气的通道堵塞。与此相反，旋风式吸尘器的优点在于，将灰尘与空气分离开来，不会堵塞空气的通道，所以也就可以持续保持吸力。

要将空气与细小的灰尘分离开来，需要强大的离心力，因此必须提高旋转速度。提高旋转速度的方法之一，是将集尘筒的入口缩小。这与缩小水管的出水口，水的流速就会增大是一样的道理。但是，如果集尘筒的入口过于细小的话，吸入的空气量就会减少。这样一来吸力（吸入功率）就会下降。

另一方面，为提高吸力而使电机高速运转的话，耗电量及噪音都会增大。因此，设计时必须考虑到吸力和分离灰尘等功能的平衡。

此外，通过离心力无法彻底分离的数微米（1微米等于百万分之1米）的细微灰尘，可通过高性能过滤器来清除。这样，最终排出的空气就会变得非常干净。

旋风式吸尘器的优点

旋风式吸尘器（左）使灰尘与空气分离，灰尘就不会阻塞空气的通道，所以灰尘的逐渐增多，并不影响吸尘器保持原有的吸力。集尘袋式吸尘器（右）灰尘由集尘袋收集。灰尘积累后会阻塞空气的通道，所以随着灰尘的积累，吸尘器的吸力会下降。

（本文发表于《科学世界》2011年1期）