高速离心机的知识,转速单位rcf和g的换算
2009-10-25 11:11阅读:
离心力Centrifugal force (F) 离心力作为真实的力根本就不存在,在非惯性系中为计算方便假想的一个力。请看下面的说明:
向心力使物体受到指向一个中心点的吸引、或推斥或任何倾向于该点的作用。 笛卡儿把离心力解释为物体保持其“限定量”的一种趋势。
它们的区别就是,向心力是惯性参考系下的,而离心力是非惯性系中的力。我们处理物理题时都是在惯性系下(此时牛顿定律才成立),所以一般不用离心力这个概念。
由于根本不是一个情况下的概念,我们无法对他们的方向和大小进行比较。
F=mω2r
ω:旋转角速度(弧度/秒) r:旋转体离旋转轴的距离(cm) m:颗粒质量
相对离心力 Relative centrifugal force (RCF)
RCF 就是实际离心力转化为重力加速度的倍数
g为重力加速度(9.80665m/s2)
同为转于旋转一周等于2π弧度,因此转子的角速度以每分钟旋转的次数(每分钟转数n或r/min)表示:
一般情况下,低速离心时常以r/min来表示。
3、分离因素计算公式:
RCF=F离心力/F重力= mω?2r/mg= ω?2r/g= (2*π*r/r*rpm)
?2*r/g 注:rpm应折换成 转/秒
例如:直径1000mm,转速1000转/分的离心机,分离因素为:
RCF(1000)=(2*3.1415*16.667)^2*0.5/9.
8
=104.72^2*0.5/9.8
=560
当一个粒子(生物大分子或细胞器)在高速旋转下受到离心力作用时,此离心力“F”由下式定义,即:
F = m?a = m?ω2 r
a — 粒子旋转的加速度, m — 沉降粒子的有效质量,ω—粒子旋转的角速度, r—粒子的旋转半径(
cm )。
通常离心力常用地球引力的倍数来表示,因而称为相对离心力 “ RCF
”。或者用数字乘“g”来表示,例如25000×g,则表示相对离心力为25000。相对离心力是指在离心场中,作用于颗粒的离心力相当于地球重力的倍数,单位是重力加速度“g”
(980cm/sec2),此时“RCF”相对离心力可用下式计算:RCF =
1.119×10-5×(rpm)2 r
( rpm — revolutions per minute每分钟转数,r/min )
由上式可见,只要给出旋转半径r,则RCF和rpm之间可以相互换算。但是由于转头的形状及结构的差异,使每台离心机的离心管,从管口至管底的各点与旋转轴之间的距离是不一样的,所以在计算是规定旋转半径均用平均半径“ra
v”代替: ra v=( r min+rmax) / 2
一般情况下,低速离心时常以转速“rpm”来表示,高速离心时则以“g”
表示。计算颗粒的相对离心力时,应注意离心管与旋转轴中心的距离“r”不同,即沉降颗粒在离心管中所处位置不同,则所受离心力也不同。因此在报告超离心条件时,通常总是用地心引力的倍数“×g”代替每分钟转数“rpm”,因为它可以真实地反映颗粒在离心管内不同位置的离心力及其动态变化。科技文献中离心力的数据通常是指其平均值(RCFa
v),即离心管中点的离心力。
为便于进行转速和相对离心力之间的换算,Dole 和Cotzias
利用RCF的计算公式,制作了转速“rpm”、相对离心力“RCF”和旋转半径“r”三者关系的列线图,图式法比公式计算法方便。换算时,先在r标尺上取已知的半径和在rpm标尺上取已知的离心机转数,然后将这两点间划一条直线,与图中RCF标尺上的交叉点即为相应的相对离心力数值。注意,若已知的转数值处于rpm标尺的右边,则应读取RCF标尺右边的数值,转数值处于rpm标尺左边,则应读取RCF标尺左边的数值。
这是我找到的答案,也就是说rcf(relative centrifugal force相对离心力)和g是一个意思!
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先转点基础的资料:
离心机转速与离心力的换算:(离心机分离因素计算公式)
1、分离因素的含义:
在同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分配系数的比值。
分离因素愈大(或愈小),说明两种溶质分离效果愈好,分离因素等于1,这两种溶质就分不开了。离心机上的分离因素则指的是相对离心力。
2、影响分离因素的主要因素:
离心力Centrifugal force (F) 离心力作为真实的力根本就不存在,在非惯性系中为计算方便假想的一个力。请看下面的说明:
向心力使物体受到指向一个中心点的吸引、或推斥或任何倾向于该点的作用。 笛卡儿把离心力解释为物体保持其“限定量”的一种趋势。
它们的区别就是,向心力是惯性参考系下的,而离心力是非惯性系中的力。我们处理物理题时都是在惯性系下(此时牛顿定律才成立),所以一般不用离心力这个概念。
由于根本不是一个情况下的概念,我们无法对他们的方向和大小进行比较。
F=mω2r
ω:旋转角速度(弧度/秒)
r:旋转体离旋转轴的距离(cm)
m:颗粒质量
相对离心力 Relative centrifugal force (RCF)
RCF 就是实际离心力转化为重力加速度的倍数
g为重力加速度(9.80665m/s2)
同为转于旋转一周等于2π弧度,因此转子的角速度以每分钟旋转的次数(每分钟转数n或r/min)表示:
一般情况下,低速离心时常以r/min来表示。
3、分离因素计算公式:
RCF=F离心力/F重力= mω?2r/mg= ω?2r/g= (2*π*r/r*rpm) ?2*r/g 注:rpm应折换成
转/秒
例如:直径1000mm,转速1000转/分的离心机,分离因素为:
RCF(1000)=(2*3.1415*16.667)^2*0.5/9.8
=104.72^2*0.5/9.8
=560
沉降离心机沉降系数:
1、沉降系数(sedimentation
coefficient,s)根据1924年Svedberg(离心法创始人--瑞典蛋白质化学家)对沉降系数下的定义:颗粒在单位离心力场中粒子移动的速度。沉降系数是以时间表示的。
用离心法时,大分子沉降速度的量度,等于每单位离心场的速度。或s=v/ω2r。s是沉降系数,ω是离心转子的角速度(弧度/秒),r是到旋转中心的距离,v是沉降速度。沉降系数以每单位重力的沉降时间表示,并且通常为1~200×10^-13秒范围,10^-13这个因子叫做沉降单位S,即1S=10^-13秒.
2、基本原理
物体围绕中心轴旋转时会受到离心力F的作用。当物体的质量为
M、体积为V、密度为D、旋转半径为r、角速度为ω(弧度数/秒)时,可得:
F=Mω2r 或者 F=V.D.ω2r (1)
上述表明:被离心物质所受到的离心力与该物质的质量、体积、密度、离心角速度以及旋转半径呈正比关系。离心力越大,被离心物质沉降得越快。
在离心过程中,被离心物质还要克服浮力和摩擦力的阻碍作用。浮力F}和摩擦力F}}分别由下式表示:
F’=V.D’.ω2r (2)
F’’=f dr/dt (3)
其中D}为溶液密度,f为摩擦系数,dr/dt为沉降速度(单位时间内旋转半径的改变)。
基本原理
在一定条件下,可有 :
F=F’+F’’
V.D. ω2r =V.D’ω2r + f. dr/dt
dr/dt =Vω2r (D-D’)/f (4)
式(4)表明,沉降速度与被离心物质的体积、密度差呈正比,与f成反比。若以S表示单位力场(ω2r=1)下的沉降速度,则
S=V(D-D’)/f 。S即为沉降系数。