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科研實(shí)驗(yàn)_研實(shí)新蟲(chóng) (小有名氣)
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[交流]
離心機(jī)的轉(zhuǎn)速和離心力到底怎么選？
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這是一個(gè)奇怪的問(wèn)題，也是平時(shí)用的不多的問(wèn)題，經(jīng)常是離心3500rpm、5min或者1500rpm、5min或3000rpm、15min，但是有的文獻(xiàn)顯示需要離心力為400g（離心尿液），那么400g的離心力是不是等于1500rpm呢？今天就來(lái)說(shuō)說(shuō)這個(gè)問(wèn)題，看看是不是您想要知道的答案。 PART01：什么是離心力？ ★在牛頓力學(xué)中，離心力是一種慣性力（也稱(chēng)為“虛擬力”或“偽力”），當(dāng)在旋轉(zhuǎn)的參照系中觀察時(shí)，它看似作用于所有物體，它被指向遠(yuǎn)離平行于旋轉(zhuǎn)軸并通過(guò)坐標(biāo)系原點(diǎn)的軸。 ★離心技術(shù)的原理是利用物體高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，使置于旋轉(zhuǎn)體中的懸浮顆粒發(fā)生沉降或漂浮，從而使某些顆粒達(dá)到濃縮或與其他顆粒分離之目的。 ★如果旋轉(zhuǎn)軸穿過(guò)坐標(biāo)系原點(diǎn)，離心力從該軸徑向向外，在距離以角速度ω旋轉(zhuǎn)的參考系原點(diǎn)r處，質(zhì)量為m的物體上的離心力F的大小為： 圖片 PART02：什么是相對(duì)離心力？ ★通常情況下，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)頭受到的放射狀的力都是由相對(duì)離心力（RCF）來(lái)衡量的。而所謂的相對(duì)離心力即是離心力與重力之比： 圖片 PART03：轉(zhuǎn)速（rpm）與相對(duì)離心力（g）之間是什么關(guān)系？ ★查看離心機(jī)時(shí)，表示轉(zhuǎn)速的單位通常有兩種表示方式：離心力g（重力加速度）和每分鐘轉(zhuǎn)速rpm。其中g(shù)有時(shí)也會(huì)用相對(duì)離心力（RCF）表示，其兩者經(jīng)過(guò)計(jì)算得出其關(guān)系如下（r單位為cm）： 圖片 PART04：舉個(gè)例子 ★當(dāng)轉(zhuǎn)速為 3000rpm，有效離心半徑為 10cm（這個(gè)參數(shù)在離心機(jī)說(shuō)明書(shū)中可找到） 時(shí)： ★按照公式可得其離心力1006.2g。 圖片 ★那么我們可以知道1500rpm是不等于400g的，與離心直徑r有關(guān)。 ★離心力與轉(zhuǎn)速大致關(guān)系可用下圖對(duì)照（來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）： 圖片 離心力和轉(zhuǎn)速的差異主要是離心半徑?jīng)Q定的。 圖片 ▲同一臺(tái)離心機(jī)，不同圈的EP管承受不同離心力 現(xiàn)實(shí)中沒(méi)人會(huì)用這個(gè)公式去精確計(jì)算，且絕大多數(shù)離心機(jī)都能同時(shí)提供轉(zhuǎn)速和離心力兩種調(diào)節(jié)方式。 要說(shuō)最準(zhǔn)確的表達(dá)方式，還應(yīng)該是用離心力（xg），因?yàn)橹灰请x心力一樣，不同的離心機(jī)理論上離心效果是基本一致的。而轉(zhuǎn)速可不是，相同的轉(zhuǎn)速，不同的轉(zhuǎn)盤(pán)半徑也會(huì)顯著影響離心力。 由公式也可以看出，離心力和轉(zhuǎn)速之間并不是呈直線相關(guān)的。一般在轉(zhuǎn)速較低的情況下，數(shù)值上轉(zhuǎn)速＞離心力；當(dāng)轉(zhuǎn)速提高以后，兩者數(shù)值上的差異逐漸縮小→持平→反向差異變化，最后變成數(shù)值上轉(zhuǎn)速＜離心力。 以下展示某臺(tái)低溫離心機(jī)實(shí)際參數(shù)增加印象（不同離心機(jī)相關(guān)數(shù)值不同，但規(guī)律一致）： 圖片 ▲離心力=5000（xg）時(shí)，轉(zhuǎn)速=7300rpm，數(shù)值上轉(zhuǎn)速＞離心力 圖片 ▲離心力=10600（xg）時(shí)，數(shù)值上轉(zhuǎn)速=離心力 圖片 ▲離心力進(jìn)一步提高后，數(shù)值上轉(zhuǎn)速＜離心力 圖片 ▲離心力繼續(xù)加大，數(shù)值差異變大 |
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