主题：【第三届原创大赛】离心机使用中的配平——等容量与等质量

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发表于：2010/11/17 09:12:15 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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离心机是几乎所有实验室都具备的仪器，同时它也是一种高危险性的仪器，所以在使用中必须按照相关的使用的注意事项操作，这些事项在离心机的说明书或离心机有标识，本文以一个例子阐述等质量情况下，离心过程中等容量等质量灌注与等质量部等容量灌注的区别；

一般来说离心机从转速上来说分为低速离心机（>4000r/min）、高速离心机(4000 r/min到20000r/min)和超速离心机（>20000 r/min）,本文将例举这三种离心机用于计算；

在开始前有必要解释一下前面提到的等容量等质量灌注和等质量不等容量灌注，

等容量等质量灌注即：放置于离心机转子中相对的两管液体质量相等情况下体积也相等；这样的配平是毫无争议的；

等质量不等容量灌注即：放置于离心机转子中相对的两管液体仅仅质量相等，密度不相同。一般人基本上没有注意到这个问题，大多数人认为这样配平是可以执行的；事实上呢？事实并非如此，在没有实机做实验的情况下（成本太高，也太危险了），本人通过两种演算，个大家一个明确的答复；

废话不多说下面我们正式进入话题

离心机重要参数之一分离因素，计算公式如下
RCF==11.2×R×（r/1000）²

RCF为分离因素，R为离心物体质心到轴中心距离，r为转子每分钟的转速
离心力计算公式
F=mω²r

F为离心力，m为离心物体的质量，ω为转子角速度，r为离心物体质心到轴中心距离
一般情况下我们看到的和说明书提供的均为“分离因素计算公式”，公式是比较直观的，但是也是考虑很有欠缺的；考虑的因素太少，以上公式用于等质量等密度情况下在离心机中的离心完全适用；

本文主要讨论仪器的安全与维护，暂且不去讨论离心机对物体的离心效果，而讨论离心物体对离心机的损伤和带来的不安全因素，对于等质量情况等容量的灌注只要不超过最大承重是不会对离心机造成非常规损伤的，而等质量情况不等容量是会损伤离心机的；我们使用微积分计算离心力，也可以使用物理学上的质点方式计算离心力；

为此假设了一个条件：离心过程中，离心的管子为规则的圆柱体，离心的液体中，试管1中为水，试管2为正己烷；离心机转速满足2400-84000 r/min，即40-1400r/s

相关的参数假设如下：

微分方式的计算有利于多方面的考虑离心过程中的没有细节的计算方式；

质点计算公式一种很经典的计算方法，因为它计算较为简单，知识基础也较为大众化，因为做数据收集也是必须的，

两种方式的离心力计算结果不一致，原因是我们的着眼点不一样，考虑的因素也完全不相同，经典物理学的着手处是单一的点，而积分学是以化整为零，再集零为整，考虑到各个因素的处在；

结论：在规则的容器中加入不同液体，在离心的过程中见不会对结果有很大的影响，当然，要是形状不规则的时候，得到数据有待讨论；

声明：在此声明本结果仅代表本人通过理论计算、以及个人经验的推断，得到等质量不等体积（不等密度）情况下离心不会带来不稳定因素；至于实际过程中的具体情况，希望有关人事同时实机测试得出结果，欢迎指正，在此本人依然希望在实验各位同仁在离心时使用等质量等密度的离心配平模式；

有不对的地方请大家指正

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