Бесплатный инженерный инструмент
Калькулятор центробежной силы (RCF)
Преобразование частоты вращения центрифуги в относительную центробежную силу (×g) или расчет частоты вращения по заданной относительной центробежной силе. Включает расчет скорости на конце ротора и угловой скорости.
Инженеры Vibromera используют это преобразование об/мин в g при подготовке роторов центрифуг к балансировке на месте эксплуатации портативным прибором Balanset-1A.
Результаты
Относительная центробежная сила (RCF)
RCF — это сила, действующая на образец, выраженная в кратных величинах ускорения свободного падения:
- n — скорость (об/мин)
- R — радиус ротора в мм (от центра вращения до положения образца)
- 1.118 × 10⁻⁶ — суммарная постоянная величина, равная (2π/60)²/(9,81×1000)
Обратное преобразование: обороты в минуту из RCF
Типичные значения RCF
| Применение | Типичное центробежное ускорение (×g) | Типичная частота вращения |
|---|---|---|
| Разделение крови | 1 000–3 000 | 2 000–5 000 |
| Осаждение клеток | 300-500 | 1000–2000 |
| Осаждение белка | 10 000–20 000 | 10 000–15 000 |
| Субклеточное фракционирование | 20 000–100 000 | 15 000–50 000 |
| Ультрацентрифугирование | 100 000–1 000 000 | 40 000–100 000 |
| Промышленные сепараторы | 1 000–10 000 | 3000–10000 |
Практический пример
Дано: R = 100 мм, скорость = 5000 об/мин
RCF = 1.118 × 10⁻⁶ × 5000² × 100 = 2 795 ×g
ω = 2π × 5000 / 60 = 523,6 рад/с
Скорость на конце = 0,1 × 523,6 = 52,4 м/с
💡 Совет: В научных протоколах всегда указывайте условия центрифугирования в виде RCF (×g), а не в оборотах в минуту (RPM). Это обеспечивает воспроизводимость результатов при использовании различных моделей центрифуг с роторами разных размеров.
RCF (относительное центробежное ускорение) — это эффективная перегрузка, действующая на образец в центрифуге, выраженная в единицах ускорения свободного падения (×g). RCF = 1.118 × 10⁻⁶ × n² × R, где n — частота вращения в об/мин (RPM), а R — радиус ротора в мм. В отличие от простого указания RPM, показатель RCF учитывает радиус ротора, обеспечивая сопоставимость результатов между разными центрифугами.
Частота вращения в об/мин (RPM) сама по себе не определяет фактическое центробежное ускорение, действующее на образец, поскольку оно зависит от радиуса ротора. Две центрифуги при одинаковых оборотах RPM, но разных радиусах ротора создают разную перегрузку. Для воспроизводимости результатов в лабораторных и технологических регламентах всегда указывайте относительное центробежное ускорение RCF (×g).
Используйте максимальный радиус (rmax) — расстояние от оси вращения до дна пробирки в рабочем положении. Это даёт максимальное ускорение g, испытываемое образцом. В некоторых методиках седиментации указывают средний радиус ravg.
Типичные диапазоны перегрузок:
- Настольные микроцентрифуги: до 20 000 ×g
- Общелабораторные центрифуги: 3000–15 000 ×g
- Высокоскоростные центрифуги: 25 000–100 000 ×g
- Ультрацентрифуги: до 1 000 000 ×g
- Промышленные сепараторы: 1000–10 000 ×g
Используйте обратную формулу: n = √(RCF / (1.118 × 10⁻⁶ × R)), где RCF — требуемое относительное центробежное ускорение (в единицах g), а R — радиус ротора в мм. Воспользуйтесь переключателем режима "RCF → RPM" в верхней части этого калькулятора для автоматического пересчета.
Процедуры, описанные на этой странице, были разработаны и опробованы в полевых условиях командой Vibromera с использованием Balanset-1A — портативного двухканального балансировочного прибора и анализатора вибрации для балансировки роторов на месте эксплуатации.
Профессиональные приборы для анализа вибрации и балансировки центрифуг, сепараторов и всего вращающегося оборудования.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko — инженер по вибрационному анализу, основатель и генеральный директор Vibromera. Более 15 лет он балансирует вращающееся оборудование в полевых условиях, а не на испытательном стенде: мульчеры, промышленные вентиляторы, дробилки, центрифуги, валы и шпиндели. Именно из этой работы выросли приборы Balanset — они задумывались как инструмент, который специалист может принести к машине и применить самостоятельно, прямо на месте, а не как лабораторное оборудование. Vibromera основана в 2017 году, а с 2023 года базируется в Порту, Португалия. Здесь происходят разработка, сборка и поддержка линейки Balanset. Флагманский прибор — Balanset-1A, портативный анализатор для одно- и двухплоскостной балансировки и вибродиагностики. Nikolai лично участвует в поддержке клиентов, в разборе сложных случаев балансировки и в разработке программного обеспечения. Он работает с клиентами по всему миру, на любом языке.
