ما هي قوة الطرد المركزي النسبية (RCF)؟

RCF هي القوة الفعالة المطبقة على العينة في جهاز الطرد المركزي، ويُعبّر عنها بمضاعفات تسارع الجاذبية (×g). RCF = 1.118 × 10⁻⁶ × n² × R، حيث n هي RPM و R نصف قطر الدوار بالملليمتر. بخلاف RPM، تأخذ RCF حجم الدوار في الحسبان، مما يجعلها قابلة للمقارنة بين أجهزة طرد مركزي مختلفة.

لماذا يجب عليّ استخدام RCF بدلاً من RPM في البروتوكولات؟

لا تحدد سرعة الدوران وحدها القوة الفعلية المؤثرة على العينة، فهي تعتمد على نصف قطر الدوار. فجهازان للطرد المركزي يعملان بنفس سرعة الدوران ولكن بأحجام دوار مختلفة ينتجان قوى تسارع مختلفة. وتحدد البروتوكولات العلمية قوة الطرد المركزي النسبية (×g) لضمان الحصول على نتائج قابلة للتكرار بغض النظر عن طراز جهاز الطرد المركزي المستخدم.

ما هو نصف القطر الذي يجب أن أستخدمه - الحد الأقصى، الحد الأدنى، أم المتوسط؟

استخدم نصف القطر الأقصى (r_max) - المسافة من محور الدوران إلى قاع أنبوب العينة - لحساب قوة التسارع الدوراني (RCF). هذا يعطي أقصى قوة تسارع تتعرض لها العينة. بعض البروتوكولات تحدد r_avg (المتوسط) لحسابات الترسيب.

ما هي قوى التسارع التي تحققها أجهزة الطرد المركزي المختلفة؟

النطاقات النموذجية: أجهزة الطرد المركزي الصغيرة المكتبية تصل إلى 20000 ×g، وأجهزة الطرد المركزي العامة للمختبرات من 3000 إلى 15000 ×g، وأجهزة الطرد المركزي عالية السرعة من 25000 إلى 100000 ×g، وأجهزة الطرد المركزي فائقة السرعة تصل إلى 1000000 ×g. تعمل الفواصل الصناعية عادةً عند 1000 إلى 10000 ×g.

كيف يمكنني تحويل قوة التسارع إلى عدد دورات المحرك في الدقيقة؟

استخدم الصيغة العكسية: n = √(RCF / (1.118 × 10⁻⁶ × R))، حيث RCF هي قوة g المطلوبة و R نصف قطر الدوار بالملليمتر. تدعم هذه الحاسبة كلا الاتجاهين — بدّل بين وضعي 'RPM → RCF' و 'RCF → RPM'.

أداة هندسية مجانية

حاسبة قوة الطرد المركزي (RCF)

حوّل سرعة دوران جهاز الطرد المركزي إلى قوة طرد مركزي نسبية (×g)، أو احسب سرعة الدوران من قوة الطرد المركزي النسبية المطلوبة. يشمل ذلك سرعة طرف المغزل والسرعة الزاوية.

يستخدم مهندسو Vibromera هذا التحويل من RPM إلى g عند تحضير دوّارات الطاردات المركزية للموازنة الميدانية باستخدام جهاز Balanset-1A المحمول.

RPM → RCF RCF → RPM سرعة الطرف

نصف قطر الدوار R (مم، من المركز إلى العينة)

السرعة (دورة في الدقيقة)

الإعدادات المسبقة السريعة

نتائج

القوة الطاردة المركزية النسبية (RCF)

—

RPM

—

سرعة الطرف

—

السرعة الزاوية ω

—

القوة الطاردة المركزية النسبية (RCF)

RCF هي القوة الفعالة المؤثرة على العينة معبر عنها بمضاعفات تسارع الجاذبية الأرضية:

n — السرعة (RPM)
ر — نصف قطر الدوار بالمليمتر (من مركز الدوران إلى موضع العينة)
1.118 × 10⁻⁶ — ثابت مُجمّع من (2π/60)²/(9.81×1000)

عكسياً: RPM من RCF

قيم RCF النموذجية

التطبيق	قيم RCF النموذجية (×g)	معدل الدوران النموذجي
فصل الدم	1000–3000	2000–5000
تغليف الخلايا	300-500	1000-2000
ترسيب البروتين	10000–20000	10000–15000
التجزئة الخلوية	20,000-100,000	15000–50000
الطرد المركزي الفائق	100,000-1,000,000	40,000-100,000
الفواصل الصناعية	1000–10000	3000–10000

مثال عملي

مثال - جهاز طرد مركزي مختبري

المعطيات: R = 100 mm، السرعة = 5000 RPM

RCF = 1.118 × 10⁻⁶ × 5000² × 100 = 2,795 ×g

ω = 2π × 5000 / 60 = 523.6 rad/s

سرعة الطرف = 0.1 × 523.6 = 52.4 m/s

💡 نصيحة: يرجى دائمًا الإبلاغ عن ظروف جهاز الطرد المركزي بوحدة القوة النسبية للطرد المركزي (×g) في البروتوكولات العلمية، وليس بوحدة دورة في الدقيقة (RPM). يضمن ذلك إمكانية تكرار النتائج عبر نماذج أجهزة الطرد المركزي المختلفة ذات أحجام الدوارات المختلفة.