Design för en 3D tryckt kulinariska centrifug (3 / 10 steg)
Steg 3: Grov beräkning av tillämpad centripetalkraften och prov tangentiell hastighet
Den viktigaste åtgärden i en centrifug prestanda är den kraft det är i stånd att utöva av prov, i form av centripetalkraften. Denna kapacitet bestäms av två faktorer: rotorn och radien rotorns rotationshastighet. Centripetalkraften mäts oftast i multiplar av jordens dragningskraft (g). Följande är en grov beräkning av tangentiell hastighet av proven och centripetalkraften utövas på proverna.Sammanfattning
Rotorns varvtal: 3000 rpm
Rotorn radie: 7 i
Provet tangentiell hastighet: 125 mph
Relativa centripetalkraften: 1789.4 g
Beräkningar
Tanke:
Rotorns varvtal: 3000 rpm
Rotorn radie: 7 i
Rotor omkrets:
C = 2πr
där
C är rotorn omkrets
r är radien rotor
C = 2π(7 in) C ≈ 44 i
Provet tangentiell hastighet:
v = NC
där
C är rotorn omkrets
N är rotorns rotationshastighet (i rpm)
v = (3000 rpm) (44 i/rev )
v = 132000 i/min
v ≈ 125 mph
Relativa centripetalkraften:
RCF = (rω2) / g
där
RCF är relativa centripetalkraften
r är radien rotor
Ω är rotorn vinkelformig hastighet
g är jordens gravitionella accelerationen
Detta kan förenklas till:
RCF = 1.11824396x10-5r N2
där
r är radien rotor
N är rotorns rotationshastighet (i rpm)
RCF = 1.11824396x10-5(17.78 cm)(3000 rpm) RCF = 1789.4 g
Så är upplevs av proverna centripetalkraften motsvarande ca 1790 gånger jordens gravitationskraft. Naturligtvis indragningar kommer att skilja mycket snabbare i centrifug än de skulle under jordens gravitation.