Rotor, de kermisattractie die lijkt op een ultracentrifuge

[jkien]

Urenco legt tijdens bezoeken aan basisscholen met een korte youtubevideo (klik) uit hoe ze uranium verrijken in een ultracentrifuge. De video demonstreert het 'overtuigend' met de Rotor, een draaimolen op de kermis die mensen naar buiten slingert, en ballonnen naar het midden zuigt. Maar ik begrijp de ballonnen niet. Vooraf liggen ze op de grond, ze zijn dus zwaarder dan de lucht, en de Rotor moet ze naar buiten slingeren. Wat is er aan de hand?

[ArcherBarry]

ik heb de video niet bekeken, maar ik verwacht dat je een principe van een centrifuge/cycloon krijgt

 
Zware objecten (mensen) slingeren naar buiten en vallen langs de wand naar beneden, waar lichte lucht in het midden omhoog wordt gezogen/geblazen

[jkien]

Maar mijn probleem was dat de ballonnen zwaarder zijn dan de lichte lucht, en daarom zouden ze net als zware mensen naar de wand geslingerd moeten worden.
 
Moet ik misschien de basisschool overdoen?

[ArcherBarry]

vergeet niet dat de mensen (net als poeders in een cycloon) een wervelstroom teweeg brengen een zuigende werking brengen die de ballonnen opzuigt.
 
de  centrifugaal kracht welke de rotor opwekt wordt tegen gehouden door de kabels in het midden. echter die kracht moet ergens heen. deels in dat de personen omhoog gaan en deels in de werveling opgewekt door de luchtweerstand.
 
Je wekt dus letterlijk een mini cycloon/orkaan op.

[gast026]

Is dat niet gewoon zoiets als hoe een centrifugaalpomp werkt? Creeer je geen kleine onderdruk in het midden. beetje zoals in een draaikolk. 
 
Het verschil tussen de ballon en de buitenlucht is natuurlijk erg laag (alleen massa rubber). Mijn gok zou zijn dat de mpz zoekende kracht bij deze geringe massa kleiner is dan het luchtdrukverschil dat gecreerd word. 

[Benm]

Ik snap ook niet helemaal wat er gebeurt in de video - als je het puur op een centrifuge principe wilt houden zou je een situatie krijgen met mensen als de buitenste laag, en de balonnen daar direct tegenaan. 
 
Vermoeddelijk speelt er inderdaad een of ander effect dat te doen heeft met luchtstroming waardoor die balonnen in het midden terecht komen. Bovendien gaan de mensen omhoog tegen de wand, wat eigenlijk alleen te verklaren is als die want niet perfect verticaal is, maar de hele constructie meer de vorm heeft van een emmer. 
 
Het heeft in ieder geval weinig van doen met hoe ultracentrifuges werken, en zeker urenco zal daar echt niets interessants over vertellen gezien informatie die bij hen gestolen is de basis is geworden van het pakistaanse atoombomprogramma - dat was al 1 keer te veel. 

[jkien]

Aha, het lijkt op de tea leaf paradox. Als je in een kop thee met theeblaadjes roert verzamelen de theeblaadjes, die zwaarder zijn dan water, zich na enige tijd in het midden. Einstein verklaarde het door de secundaire circulatie in het water, waarbij water aan het bovenoppervlak naar buiten wordt geslingerd en beneden langs de bodem terugkeert naar het midden.

 

Het theekopje staat stil, en verschilt in dat opzicht met de draaimolen, maar voor theeblaadjes en ballonnen maakt dat kennelijk niet uit.

 

 

 

Bovendien gaan de mensen omhoog tegen de wand, wat eigenlijk alleen te verklaren is als die wand niet perfect verticaal is, maar de hele constructie meer de vorm heeft van een emmer.

 

De Rotor blijkt een beweegbare bodem te hebben die op en neer kan. (klik)

[Benm]

Die beweegbare bodem verklaart wel waarom mensen eventueel omhoog lijken te gaan
 
Maar die tea leaf paradox gaat denk ik toch niet helemaal op, want die is afhankelijk van wrijving tussen bewegende thee en het silstaande kopje. 
 
Wat bij die rotor mogelijk wel een rol kan spelen is de bovenkant: die is open, en dat geeft vast enige mate van turbulentie tussen de draaiende lucht erin en de stilstaande erboven. Om dat te testen zou je een variant met een deksel oid moeten gebruiken, maar zo te zien bestaan ze nauwelijks meer en het lijkt me nogal een klus om er daadwerkelijk een deksel voor te fabriceren. 

[jkien]

Maar die tea leaf paradox gaat denk ik toch niet helemaal op, want die is afhankelijk van wrijving tussen bewegende thee en het silstaande kopje.

 
De Rotor is een bijzonder geval van twee draaiende concentrische cylinders met vloeistof in de tussenruimte. dat is Taylor-Couette flow die bekend staat om de secundaire circulaties in het radiale-verticale vlak. (klik) De tea leaf paradox berust op secundaire circulatie in dat radiale-verticale vlak.