Diseño para un 3D impreso centrífuga culinaria (3 / 10 paso)

Paso 3: Cálculo de la velocidad tangencial fuerza centrípeta aplicada y muestra en bruto

La medida más importante del funcionamiento de una centrífuga es la fuerza que es capaz de ejercer en las muestras, en forma de fuerza centrípeta.  Esta capacidad está determinada por dos factores: la velocidad de giro del rotor y el radio del rotor.  La fuerza centrípeta se mide generalmente en múltiplos de gravitacional de la tierra (g).  El siguiente es un cálculo aproximado de la velocidad tangencial de las muestras y la fuerza centrípeta ejercida en las muestras.

Resumen

Velocidad de giro del rotor: 3000 rpm
Radio del rotor: 7 en

Velocidad tangencial de la muestra: 125 mph

Relativa fuerza centrípeta: 1789,4 g

Cálculos

Dado:

Velocidad de giro del rotor: 3000 rpm
Radio del rotor: 7 en

Circunferencia del rotor:

C = 2πr

donde

C es la circunferencia del rotor
r es el radio del rotor

C = 2π(7 in)

C ≈ 44 en

Velocidad tangencial de la muestra:

v = NC

donde
C es la circunferencia del rotor
N es la velocidad de giro del rotor (en rpm)

v = (3000 rpm) (44 ⁱⁿ_en/rev )
v = 132000 ^en/_min

v ≈ 125 mph

Relativa fuerza centrípeta:

RCF = (rω²) / g

donde
RCF es la relativa fuerza centrípeta
r es el radio del rotor
Ω es la velocidad angular del rotor
g es aceleración gravitacional de la tierra

Esto se puede simplificar a:

RCF = 1.11824396x10^-5r N²

donde
r es el radio del rotor
N es la velocidad de giro del rotor (en rpm)

RCF = 1.11824396x10^-5(17,78 cm)(3000 rpm)

RCF = 1789,4 g

Por lo tanto, la fuerza centrípeta experimentada por las muestras es equivalente a la fuerza gravitacional de la tierra alrededor de 1790 veces.  Ni que decir, suspensiones se separarán mucho más rápidamente en la centrífuga que lo harían bajo la gravedad de la tierra.