Skatiet vācu pilotu Norbertu Bīleru cilvēka centrifūgas treniņā, lai izturētu paātrinātu centrbēdzes spēku. Skatieties vācu gaisa spēku pilota apmācību, lai izturētu lidojuma spriegumu centrifūgā, kas rada tik lielu centrbēdzes spēku kā 9 g . Contunico ZDF Enterprises GmbH, Mainca Skatiet visus šī raksta videoklipus
Centrifūga , jebkura ierīce, kas pieliek ilgstošu centrbēdzes spēku - tas ir, rotācijas radītu spēku. Faktiski centrifūga ar smaguma spēku aizstāj līdzīgu, spēcīgāku spēku. Katrā centrifūgā ir vērpšanas trauks; atkarībā no lietošanas veida ir daudz konfigurāciju. Perforēts rotējošs cilindrs veļas mazgātavā, kas izmet lieko daudzumu ūdens piemēram, no drēbēm ir centrifūgas veids. Līdzīgu veidu rūpniecībā izmanto, lai pēc sasmalcināšanas šķidrumus atdalītu no cietām vielām.
Kā to izsaka sers Īzaks Ņūtons savā pirmajā kustības likumā, brīvi kustīgs ķermenis (piemēram, bumba) mēdz pārvietoties taisnā līnijā un, ja to kāds izlocīšanās spēks novirza pa izliektu ceļu (piemēram, rokas stieple, kas tai piesieta), tā turpinās censties izlidot taisnā tangenciālā virzienā, iedarbojoties pret virzošo vai ierobežojošo spēku. Tas ir pazīstams novērojums, ka objekts, kas rotē apli, izdara spēku prom no rotācijas centra. Šis spēks, kas ir bumbas ārējā vilkšana uz tās auklas, ir centrbēdzes spēks. Arī vispārīgi tiek novērtēts fakts, ka šī spēka daudzumu var palielināt, palielinot vai nu rotācijas leņķa ātrumu, objekta masu vai apļa rādiusu, pa kuru objekts pārvietojas. Varbūt tik vispārīgi netiek novērtēts fakts, ka, lai gan centrbēdzes spēks ir tieši proporcionāls rādiusam un masai, tas ir proporcionāls leņķa ātruma kvadrātam. Piemēram, divkāršojot rotējošā objekta masu, centrbēdzes spēks palielināsies par koeficientu 2, bet dubultojot apgriezienu skaitu minūtē (apgr./min), centrbēdzes spēks palielināsies par koeficientu 4 (vienāds ar 2 reizēm 2); līdzīgi, palielinot ātrumu par koeficientu 10, spēks palielināsies par koeficientu 100 (vienāds ar 10 reizes 10). Centrbēdzes spēku izsaka pamatsakarība F = mν divi/ R = 4πdivi mn divi R ; F ir centrbēdzes spēks, m masa, R rādiuss, v ātrumu un n apgriezienu skaits sekundē.
cik karavīru divīzijā
Centrbēdzes spēku bieži tieši salīdzina ar objekta svaru (gravitācijas spēku), un spēka lielums tiek norādīts tik daudz reižu vai tik daudz reizes g . Izmantojot īpašus pētījumu aparātus, ir radīti spēki, kas pārsniedz 5 000 000 reizes lielāku gravitāciju, vērpjot mazus metāla rotorus, kuru izmērs ir aptuveni zirņu lielums, ar ātrumu, kas pārsniedz 1 000 000 apgriezienus minūtē.
kas ir bastīlijas diena francijā
Centrifūgas rotējošo elementu ap fiksēto asi parasti virza ar elektriskais motors vai ar gaisa turbīnu dažās ātrgaitas mašīnās, un to sauc par rotoru, bļodu vai cilindru. Lai samazinātu vārpstas un gultņu vibrāciju un slodzi, ir svarīgi, lai piekrauts rotors būtu labi līdzsvarots, t.i., tā kopējā masa būtu sadalīta tik ļoti ap rotācijas asi, ka visu elementu spēku rezultāts ir nulle. Ja gultņi ir piemēroti lielam ātrumam un ja ir pietiekami daudz jaudas, lai pārvarētu gultņu berzes pretestību, labi līdzsvarota rotora ātruma vienīgais ierobežojums ir izturība pret materiāla, no kura tas izgatavots, pārrāvumu.
Piemēram, rotoram ar 15 cm (6 collu) diametru, ko izmanto noteiktos bioloģiskos pētījumos un kas paredzēts īpaši lielam ātrumam, rutīnas darbības ierobežojošais ātrums ir aptuveni 60 000 apgriezienu minūtē. Norādītajā rotorā maksimālais leņķiskais ātrums, kas iegūstams pirms plīsuma, ir tuvu tuvinājumam, kas ir apgriezti proporcionāls rotora diametram. Tādējādi mazu rotoru, kura diametrs ir tikai puse no lielāka, var tikpat droši pagriezt divreiz leņķiskā ātrumā un ar ražojumu pie perifērija divreiz centrbēdzes spēks.
Centrifūgas visplašāk izmanto materiālu koncentrēšanai un attīrīšanai apturēšana vai izšķīdināts šķidrumos. Suspendētās daļiņas, kas ir blīvākas par suspendējošu šķidrumu, mēdz migrēt uz perifēriju, bet mazāk blīvās - uz centru. Migrācijas ātrums ir atkarīgs no centrbēdzes lauka intensitātes, starpības starp daļiņas un suspendējošā šķidruma blīvumu, šķidruma viskozitāti, daļiņas lielumu un formu un zināmā mērā daļiņu koncentrācija un pakāpe, kādā tās elektriski uzlādējas. Nodaļai uz daļiņu iedarbojošais spēks ir starpība starp uz to iedarbojošos centrbēdzes lauku un pretējo šķidruma peldspēju. Visām pārējām lietām, kas ir vienādas divām daļiņām, vienas diametrs ir 10 reizes lielāks nekā otram, būs vajadzīgas tikai1/100tikpat vidējais centrbēdzes lauks, lai pārvietotos noteiktā attālumā noteiktā laikā, jo mazāks.
apstiprinājuma aizspriedumi attiecas uz tendenci:
No iepriekšminētās diskusijas ir skaidrs, ka suspendējošās vides un suspendēto daļiņu praktiski pilnīgu atdalīšanu var panākt, ja centrifugēšanu ļauj turpināt, līdz visas daļiņas ir savākušās pret vērpšanas trauka vai centrifūgas ārējo sienu. Jāatzīmē arī, ka divu dažādu izmēru suspendēto daļiņu grupu daļēju atdalīšanu var veikt, ļaujot centrifugēšanu turpināt tikai pietiekami ilgi, lai visas lielākās daļiņas būtu pilnībā iesaiņotas nogulsnēs, kopš tā laika daudzas mazās daļiņas joprojām tiks suspendēts šķidrumā. Ja ir vēlama lielāko, kā arī mazāko daļiņu atdalīšana, virsmas šķidrumu var novilkt un nogulsnes atkārtoti suspendēt piemērotā šķidrumā un pēc tam vēlreiz centrifugēt, lai panāktu turpmāku atdalīšanu.
Centrifūgas var klasificēt trīs vispārīgās kategorijās atkarībā no tā, vai vērpšanas centrifūgas bļodā, kas satur atdalāmo materiālu, ir cieta siena, perforēta siena vai kāda no abām kombinācijām. Tos var raksturot arī pēc tā, vai materiāls tiek apstrādāts nepārtrauktas plūsmas procesā, sērijveida procesā vai iepriekš minēto procesu kombinācijā.
