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超速离心机的原理

更新时间：2013-04-24 点击次数：2120次

　　hbzhan内容导读：超速离心机英文名称：overspeedcentrifuge定义：高转速不低于30000r/min的离心机。
　　
　　原理
　　
　　当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时，由于重力场的作用使得悬浮的颗粒逐渐下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液体小的粒子就会上浮。微粒在重力场下移超速离心机动的速度与微粒的大小、形态和密度有关，并且又与重力场的强度及液体的粘度有关。像红血球大小的颗粒，直径为数微米，就可以在通常重力作用下观察到它们的沉降过程。
　　
　　此外，物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。扩散是无条件的的。扩散与物质的质量成反比，颗粒越小扩散越严重。而沉降是相对的，有条件的，要受到外力才能运动。沉降与物体重量成正比，颗粒越大沉降越快。对小于几微米的微粒如病毒或蛋白质等，它们在溶液中成胶体或半胶体状态，仅仅利用重力是不可能观察到沉降过程的。因为颗粒越小沉降越慢，而扩散现象则越严重。所以需要利用离心机产生强大的离心力，才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。
　　
　　离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力，加快液体中颗粒的沉降速度，把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。离心力（F）的大小取决于离心转头的角速度（ω，r/min）和物质颗粒距离心轴的距离（r，cm）。它们的关系是：F=ω2R
　　
　　为方便起见，F常用相对离心力也就是地心引力的倍数表示。即把F值除以重力加速度g（约等于9.8m/s2.）得到离心力是重力的多少倍，称作多少个g。例如离心机转头平均半径是6cm，当转速是60000r/min时，离心力是240000×g，表示此时作用在被离心物质上的离心力是日常地心引力的24万倍。
　　
　　因此，转速r/min和离心力g值之间并不是成正比关系，还和半径有关。同样的转速，半径大一倍，离心力（g值）也大一倍。转速（r/min）和离心力（g值）之间的关系可用下式换算：
　　
　　RCF=F离心力/F重力=mω2r/mg=ω2r/g=（2πr/r×rpm）2r/g（注意单位统一换算为标准单位）
　　
　　式中：r为半径（cm），g为离心力（g值）

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