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一個小游戲來了解離心機工作原理
閱讀：3625發(fā)布時間：2009-11-18
如果單純的講一些理論，非專業(yè)人士會有點迷糊，所以要通俗的解說離心機的工作原理，首先我們需要來做一個游戲，現(xiàn)在拿出一張紙,在上面畫一個圓,點出圓心的位置并畫一條半徑.假設(shè)在半徑和圓周交點處有一個物體,那么這就是一個非常簡易的離心機縱視圖.由這個圖來解釋離心機的工作原理.物體作勻速圓周運動時遵循一個規(guī)律:F=m*v*v/r,式中F代表離心力,它沿著半徑指向圓心.m代表物體的質(zhì)量,v代表物體的線速度,當(dāng)然還有角速度那是在另一個公式里.r就是半徑了.在一個離心機中離心力主要由機壁提供,當(dāng)上述等式成立時,物體就會一直做圓周運動而不離開圓面. 但當(dāng)離心機的轉(zhuǎn)動速度提高到使左邊小于右邊,也就是說離心力不足時物體就會逃脫離心力的控制而離開圓面這樣離心機中物體就被甩出了。
了解了大概的理論之后就是具體的來說說離心機的工作原理：當(dāng)含有細小顆粒的懸浮液靜置不動時，由于重力場的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液體小的粒子就會上浮。微粒在重力場下移動的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān)，并且又與重力場的強度及液體的粘度有關(guān)。象紅血球大小的顆粒，直徑為數(shù)微米，就可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過程。
此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時還伴隨有擴散現(xiàn)象。擴散是無條件的的。擴散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴散越嚴(yán)重。而沉降是相對的，有條件的，要受到外力才能運動。沉降與物體重量成正比，顆粒越大沉降越快。對小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等，它們在溶液中成膠體或半膠體狀態(tài)，僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過程的。因為顆粒越小沉降越慢，而擴散現(xiàn)象則越嚴(yán)重。所以需要利用離心機產(chǎn)生強大的離心力，才能迫使這些微粒克服擴散產(chǎn)生沉降運動。
離心就是利用離心機轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強大的離心力，加快液體中顆粒的沉降速度，把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開。
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