主题:【分享】离心机转速与离心力的换算

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依风1986
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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弧度,因此转子的角速度以每分钟旋转的次数(每分钟转数nr/min)表示: 一般情况下,低速离心时常以rmin来表示。

3
、分离因素计算公式:
    RCF=F
离心力/F重力= mωˆ2r/mg= ωˆ2r/g= 2*π*r/r*rpm ˆ2*r/g 注:rpm应折换成 /

例如:直径1000mm,转速1000/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 coefficients)根据1924Svedberg(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/ω2rs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1200×10^-13秒范围,10^-13这个因子叫做沉降单位S,即1S=10^-13
.
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=M
ω2r 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)
(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。


附录2标准正态分布函数数值表

φ( x ) =

φ( - x ) = 1 –φ( x )

φ(x)  x     

x

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2.0

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

2.6

2.7

2.8

2.9

0.5000

0.5398

0.5793

0.6179

0.6554

0.6915

0.7257

0.7580

0.7881

0.8159

0.8413

0.8643

0.8849

0.9032

0.9192

0.9332

0.9452

0.9554

0.9641

0.9713

0.9772

0.9821

0.9861

0.9893

0.9918

0.9938

0.9953

0.9965

0.9974

0.9981

0.5040

0.5438

0.5832

0.6217

0.6591

0.6950

0.7291

0.7611

0.7910

0.8186

0.8438

0.8665

0.8869

0.9049

0.9207

0.9345

0.9463

0.9564

0.9648

0.9719

0.9778

0.9826

0.9864

0.9896

0.9920

0.9940

0.9955

0.9966

0.9975

0.9982

0.5080

0.5478

0.5871

0.6255

0.6628

0.6985

0.7324

0.7642

0.7939

0.8212

0.8461

0.8686

0.8888

0.9066

0.9222

0.9357

0.9474

0.9573

0.9656

0.9726

0.9783

0.9830

0.9868

0.9898

0.9922

0.9941

0.9956

0.9967

0.9976

0.9982

0.5120

0.5517

0.5910

0.6293

0.6664

0.7019

0.7357

0.7673

0.7967

0.8238

0.8485

0.8708

0.8907

0.9082

0.9236

0.9370

0.9484

0.9582

0.9664

0.9732

0.9788

0.9834

0.9871

0.9901

0.9925

0.9943

0.9957

0.9968

0.9977

0.9983

0.5160

0.5557

0.5948

0.6331

0.6700

0.7054

0.7389

0.7703

0.7995

0.8264

0.8508

0.8729

0.8925

0.9099

0.9251

0.9382

0.9495

0.9591

0.9671

0.9738

0.9793

0.9838

0.9874

0.9904

0.9927

0.9945

0.9959

0.9969

0.9977

0.9984

0.5199

0.5596

0.5987

0.6368

0.6736

0.7088

0.7422

0.7734

0.8023

0.8289

0.8531

0.8749

0.8944

0.9115

0.9265

0.9394

0.9505

0.9599

0.9678

0.9744

0.9798

0.9842

0.9878

0.9906

0.9929

0.9946

0.9960

0.9970

0.9978

0.9984

0.5239

0.5636

0.6026

0.6406

0.6772

0.7123

0.7454

0.7764

0.8051

0.8315

0.8554

0.8770

0.8962

0.9131

0.9278

0.9406

0.9515

0.9608

0.9686

0.9750

0.9803

0.9846

0.9881

0.9909

0.9931

0.9948

0.9961

0.9971

0.9979

0.9985

0.5279

0.5675

0.6064

0.6443

0.6808

0.7157

0.7486

0.7794

0.8078

0.8340

0.8577

0.8790

0.8980

0.9147

0.9292

0.9418

0.9525

0.9616

0.9693

0.9756

0.9808

0.9850

0.9884

0.9911

0.9932

0.9949

0.9962

0.9972

0.9979

0.9985

0.5319

0.5714

0.6103

0.6480

0.6844

0.7190

0.7517

0.7823

0.8106

0.8365

0.8599

0.8810

0.8997

0.9162

0.9306

0.9430

0.9535

0.9625

0.9700

0.9762

0.9812

0.9854

0.9887

0.9913

0.9934

0.9951

0.9963

0.9973

0.9980

0.9986

0.5359

0.5753

0.6141

0.6517

0.6879

0.7224

0.7549

0.7852

0.8133

0.8389

0.8621

0.8830

0.9015

0.9177

0.9319

0.9441

0.9545

0.9633

0.9706

0.9767

0.9817

0.9857

0.9890

0.9916

0.9936

0.9952

0.9964

0.9974

0.9981

0.9986

3.0

0.9987

0.9990

0.9993

0.9995

0.9997

0.9998

0.9998

0.9999

0.9999

1.0000

注:本表最后一行自左至右依次是φ(3.0)、…、φ(3.9)的值

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没算过,高中知识就能解决了吧


需要理解啊!
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原文由 jhjs(jhjs) 发表:
数据很详实啊


不知道您怎么理解的
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原文由 灿烂的笑容(xieyz2012) 发表:
复杂啊,好多公式看不懂


物理知识挺多的
雪山飞狐
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看着好复杂,以前用离心机的时候也没想那么多,不过我觉得离心机上给出的参数通常只有离心力和转速,只要了解了就可以了
雪山飞狐
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看着好复杂,以前用离心机的时候也没想那么多,不过我觉得离心机上给出的参数通常只有离心力和转速,只要了解了就可以了
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