RCF (แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางสัมพัทธ์) คืออะไร?

RCF คือแรงที่เกิดขึ้นจริงกับตัวอย่างในเครื่องหมุนเหวี่ยง แสดงเป็นค่าทวีคูณของความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (×g) RCF = 1.118 × 10⁻⁶ × n² × R โดยที่ n คือ RPM และ R คือรัศมีของโรเตอร์เป็นมิลลิเมตร ต่างจาก RPM ตรงที่ RCF คำนึงถึงขนาดของโรเตอร์ ทำให้สามารถเปรียบเทียบระหว่างเครื่องหมุนเหวี่ยงต่างชนิดกันได้

เหตุใดฉันจึงควรใช้ RCF แทน RPM ในโปรโตคอล?

ค่า RPM เพียงอย่างเดียวไม่ได้ระบุแรงที่กระทำต่อตัวอย่างอย่างแท้จริง แรงนั้นขึ้นอยู่กับรัศมีของโรเตอร์ด้วย เครื่องปั่นเหวี่ยงสองเครื่องที่มี RPM เท่ากันแต่ขนาดโรเตอร์ต่างกันจะให้แรง g ที่แตกต่างกัน โปรโตคอลทางวิทยาศาสตร์ระบุค่า RCF (×g) เพื่อให้มั่นใจได้ว่าผลลัพธ์ที่ได้มีความน่าเชื่อถือไม่ว่าจะใช้เครื่องปั่นเหวี่ยงรุ่นใดก็ตาม.

ฉันควรใช้รัศมีค่าใด — ค่าสูงสุด ค่าต่ำสุด หรือค่าเฉลี่ย?

ใช้รัศมีสูงสุด (r_max) ซึ่งเป็นระยะห่างจากแกนหมุนถึงก้นหลอดตัวอย่าง สำหรับค่า RCF ที่รายงาน ค่านี้จะให้ค่าแรง g สูงสุดที่ตัวอย่างได้รับ บางโปรโตคอลระบุค่า r_avg (ค่าเฉลี่ย) สำหรับการคำนวณการตกตะกอน.

เครื่องเหวี่ยงแยกสารแต่ละชนิดสร้างแรงจีได้เท่าใด?

ช่วงความเร็วทั่วไป: เครื่องปั่นเหวี่ยงขนาดเล็กแบบตั้งโต๊ะสูงสุด 20,000 ×g, เครื่องปั่นเหวี่ยงในห้องปฏิบัติการทั่วไป 3,000–15,000 ×g, เครื่องปั่นเหวี่ยงความเร็วสูง 25,000–100,000 ×g, เครื่องปั่นเหวี่ยงความเร็วสูงพิเศษสูงสุด 1,000,000 ×g เครื่องแยกสารในระดับอุตสาหกรรมโดยทั่วไปทำงานที่ 1,000–10,000 ×g.

ฉันจะแปลงค่าแรงจี (g-force) กลับเป็นรอบต่อนาที (RPM) ได้อย่างไร?

ใช้สูตรผกผัน: n = √(RCF / (1.118 × 10⁻⁶ × R)) โดยที่ RCF คือค่าแรง g ที่ต้องการ และ R คือรัศมีของโรเตอร์เป็นมิลลิเมตร เครื่องคำนวณนี้รองรับทั้งสองทิศทาง — สลับระหว่างโหมด 'RPM → RCF' และ 'RCF → RPM'

เครื่องมือวิศวกรรมฟรี

เครื่องคำนวณแรง G ของเครื่องเหวี่ยง (RCF)

แปลงค่าความเร็วรอบของเครื่องปั่นเหวี่ยง (RPM) เป็นแรงเหวี่ยงสัมพัทธ์ (×g) หรือคำนวณค่า RPM จากค่า RCF ที่ต้องการ รวมถึงความเร็วปลายใบพัดและความเร็วเชิงมุมด้วย.

วิศวกรของ Vibromera ใช้การแปลงหน่วยจาก RPM เป็น g นี้เมื่อเตรียมโรเตอร์เครื่องเหวี่ยงสำหรับการถ่วงสมดุลภาคสนามด้วยเครื่องถ่วงสมดุลแบบพกพา Balanset-1A

รอบต่อนาที → RCF อาร์ซีเอฟ → รอบต่อนาที ความเร็วปลาย

รัศมีโรเตอร์ R (มม., จากจุดศูนย์กลางถึงตัวอย่าง)

ความเร็ว (RPM)

ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าอย่างรวดเร็ว

ผลลัพธ์

แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางสัมพัทธ์ (RCF)

—

รอบต่อนาที

—

ความเร็วปลาย

—

ความเร็วเชิงมุม ω

—

แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางสัมพัทธ์ (RCF)

RCF คือแรงที่มีประสิทธิภาพที่กระทำต่อตัวอย่าง โดยแสดงในรูปของค่าทวีคูณของความเร่งโน้มถ่วง:

n — ความเร็วรอบ (RPM)
R — รัศมีของโรเตอร์ในหน่วยมิลลิเมตร (จากจุดศูนย์กลางการหมุนถึงตำแหน่งของตัวอย่าง)
1.118 × 10⁻⁶ — ค่าคงที่รวมจาก (2π/60)²/(9.81×1000)

ย้อนกลับ: รอบต่อนาทีจาก RCF

ค่า RCF ทั่วไป

แอปพลิเคชัน	ค่า RCF ทั่วไป (×g)	รอบต่อนาทีทั่วไป
การแยกเลือด	1,000–3,000	2,000–5,000
การปั่นเซลล์	300–500	1,000–2,000
การตกตะกอนของโปรตีน	10,000–20,000	10,000–15,000
การแยกส่วนย่อยระดับเซลล์	20,000–100,000	15,000–50,000
การปั่นเหวี่ยงความเร็วสูง	100,000–1,000,000	40,000–100,000
เครื่องแยกอุตสาหกรรม	1,000–10,000	3,000–10,000

ตัวอย่างการปฏิบัติ

ตัวอย่าง — เครื่องปั่นเหวี่ยงในห้องปฏิบัติการ

ที่ให้ไว้: R = 100 มม., ความเร็ว = 5000 รอบต่อนาที

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

ω = 2π × 5,000 / 60 = 523.6 ราด/วินาที

ความเร็วปลาย = 0.1 × 523.6 = 52.4 เมตร/วินาที

💡 เคล็ดลับ: ในเอกสารทางวิทยาศาสตร์ ควรระบุค่าการปั่นเหวี่ยงเป็นค่า RCF (×g) เสมอ ไม่ใช่ค่า RPM วิธีนี้จะช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอในเครื่องปั่นเหวี่ยงรุ่นต่างๆ ที่มีขนาดโรเตอร์แตกต่างกัน.