Mini-Cycloonstofzuiger: Centrifugaalkracht, Wervelstromen & Deeltjesscheiding
Bouw een transparante cycloonafscheider van plastic flessen en karton, en ontdek hoe centrifugale wervelwinden stof uit lucht scheiden zonder stofzak.
- Groep:
- groep 6, groep 7, groep 8
- Tijdsduur:
- 75 minuten
- Niveau:
- gemiddeld
- Groepsvorm:
- groepjes
Wat heb je nodig?
- 2 transparante plastic PET-flessen (0,5L gladde vorm)
- Plastic rietjes of flexibele PVC-buisjes (diameter 15-20 mm)
- Kleine opvangpotjes of doorzichtige plastic bekers
- Testmateriaal: confetti, theeblaadjes, zand of havermout
- Lijmpistoolpatronen en sterke tape
- Stofzuiger met slang (klassikaal teststation)
- Gaas of fijn filterdoek als extra filter bij de luchtuitlaat
- Schaar
- Hobbymesje
Wat leer je?
- Het werkingsprincipe van centrifugale deeltjesscheiding en vortex-luchtstromen begrijpen
- Leren hoe ingenieuze aerodynamische vormgeving filters en zakken overbodig kan maken
- Een luchtdichte mechanische behuizing construeren met tangentiële instroomhoeken
- De ontwerpgeschiedenis en innovatiefilosofie van uitvinder James Dyson analyseren
⚠️ Let op — Veiligheid
Laat leerlingen niet direct met hun gezicht boven de open draaikamer hangen tijdens het testen om rondvliegende deeltjes in de ogen te voorkomen (veiligheidsbril dragen).
Stappenplan
Waarom verliezen traditionele stofzuigers met een stofzak na verloop van tijd hun zuigkracht? Omdat de poriën van de zak verstopt raken met fijnstof. Een cycloonstofzuiger lost dit op met de natuurwetten van een wervelkolom: door lucht met hoge snelheid rond te laten spinnen in een trechtervormige kamer, worden zware stofdeeltjes door de middelpuntvliedende kracht naar de buitenwand geslingerd en vallen ze naar beneden, terwijl schone lucht door het midden ontsnapt. In deze les bouwen leerlingen hun eigen werkende cycloonscheider.
- 1
Stap 1
HET CYCLOON-FENOMEEN ONDERZOEKEN
- •Vul een ronde plastic fles voor de helft met water en een schepje glitter of zand. Draai de fles rond in een cirkelende beweging en zie hoe een vortex ontstaat. Waar verzamelen de zwaardere deeltjes zich?
- 2
Stap 2
DE CONISCHE CYCLOONKAMER BOUWEN
- •Snijd de bovenkant van een transparante fles schuin af zodat een trechter ontstaat. Bevestig aan de bovenzijde een schuin instromend buisje, zodat binnenkomende lucht tegen de ronde wand wordt geblazen en gaat rondtollen.
- 3
Stap 3
DE CENTRALE LUCHTUITLAAT PLAATSEN
- •Monteer in het midden van het bovendeksel een verticaal buisje dat een stukje in de cycloonkamer steekt, zodat alleen schone lucht via het midden kan ontsnappen.
- 4
Stap 4
HET STOFRESERVOIR MONTEREN
- •Bevestig de smalle onderkant van de trechter op een opvangbakje. De rondtollende stofdeeltjes verliezen snelheid aan de wand en vallen in dit reservoir.
- 5
Stap 5
DE ZUIGTEST
- •Sluit de zuigslang van een stofzuiger aan op de centrale luchtuitlaat. Strooi havermout of confetti op tafel en zuig het op: zie hoe de deeltjes rondtollen en netjes in het opvangbakje landen.
Voorbeelden
