Ontwerp voor een 3D culinaire Centrifuge afgedrukt (3 / 10 stap)

Stap 3: Ruwe berekening van toegepaste middelpuntzoekende kracht en monster tangentiële snelheid

De belangrijkste maatregel van een centrifuge van prestaties is de kracht die het in staat om uit te oefenen op de monsters, in de vorm van de middelpuntzoekende kracht is.  Deze capaciteit wordt bepaald door twee factoren: de draaisnelheid van de rotor en de straal van de rotor.  De middelpuntzoekende kracht wordt meestal gemeten in veelvouden van de zwaartekracht van de aarde (g).  Het volgende is een ruwe berekening van de tangentiële snelheid van de monsters en de middelpuntzoekende kracht die uitgeoefend wordt op de monsters.

Samenvatting

Rotor toerental: 3000 rpm
Rotor straal: 7 in

Monster tangentiële snelheid: 125 mph

Relatieve middelpuntzoekende kracht: 1789.4 g

Berekeningen

Gegeven:

Rotor toerental: 3000 rpm
Rotor straal: 7 in

Omtrek van de rotor:

C = 2πr

waar

C is de omtrek van de rotor
r is de straal van de rotor

C = 2π(7 in)

C ≈ 44 in

Monster tangentiële snelheid:

v = NC

waar
C is de omtrek van de rotor
N is de draaisnelheid van de rotor (in rpm)

v = (3000 rpm) (44 _in/rev. )
v = 132000 ⁱⁿ/_min

v ≈ 125 mph

Relatieve middelpuntzoekende kracht:

RCF = (rω²) / g

waar
RCF is de relatieve middelpuntzoekende kracht
r is de straal van de rotor
Ω is de hoeksnelheid van de rotor
g is de zwaartekrachtversnelling van de aarde

Dit kan vereenvoudigd worden tot:

RCF = 1.11824396x10^-5r N²

waar
r is de straal van de rotor
N is de draaisnelheid van de rotor (in rpm)

RCF = 1.11824396x10^-5(17.78 cm)(3000 rpm)

RCF = 1789.4 g

Dus, de middelpuntzoekende kracht ervaren door de monsters is gelijk aan ongeveer 1790 keer de aardse zwaartekracht.  Onnodig te zeggen, zal schorsingen scheiden veel sneller in de centrifuge dan ze onder de aardse zwaartekracht zouden.