技術實干篇!有關離心機的離心力分析
2020-03-30(1504)次(ci)瀏(liu)覽
的(de)沉降(jiang)是(shi)直接(jie)跟(gen)離心(xin)(xin)力掛鉤的(de),離心(xin)(xin)力又跟(gen)離心(xin)(xin)法以及(ji)轉速有掛的(de)!
離(li)(li)心機沉降(jiang)場流分(fen)級的(de)(de)應用順序化(hua)可以大大延伸在一次實驗中分(fen)子(zi)(zi)量(liang)的(de)(de)分(fen)離(li)(li)范圍。實現順序化(hua)有兩個(ge)途徑(jing):逐(zhu)漸(jian)改變離(li)(li)心機的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)速或改變載體的(de)(de)密(mi)度(du)(du)。經常在水中增(zeng)加(jia)蔗糖的(de)(de)濃度(du)(du)。開始時使用很強(qiang)的(de)(de)場以分(fen)離(li)(li)分(fen)子(zi)(zi)量(liang)最小的(de)(de)樣品,然后(hou)逐(zhu)步(bu)降(jiang)低轉(zhuan)(zhuan)速或完全(quan)停止旋轉(zhuan)(zhuan)來(lai)促(cu)使大分(fen)子(zi)(zi)量(liang)的(de)(de)樣品從柱槽中淋出,使用這(zhe)種順序勝利地(di)分(fen)離(li)(li)了(le)不同尺寸的(de)(de)聚苯乙烯顆粒(li)膠乳(ru),這(zhe)相當(dang)于(yu)分(fen)子(zi)(zi)量(liang)相差1000倍。
速率區帶(dai)離(li)(li)心(xin)(xin)法是(shi)在離(li)(li)心(xin)(xin)前于(yu)(yu)離(li)(li)心(xin)(xin)管內(nei)先裝入密(mi)度(du)(du)(du)梯(ti)度(du)(du)(du)介質(如蔗糖、甘油、KBr、CsCl等),待分(fen)離(li)(li)的(de)(de)(de)樣(yang)(yang)品(pin)鋪在梯(ti)度(du)(du)(du)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)頂部、離(li)(li)心(xin)(xin)管底部或梯(ti)度(du)(du)(du)層中間(jian),同(tong)梯(ti)度(du)(du)(du)液(ye)(ye)(ye)一起(qi)離(li)(li)心(xin)(xin)。離(li)(li)心(xin)(xin)后(hou)在近旋轉(zhuan)軸(zhou)處(X1)的(de)(de)(de)介質密(mi)度(du)(du)(du)最(zui)(zui)(zui)小,離(li)(li)旋轉(zhuan)軸(zhou)最(zui)(zui)(zui)遠處(X2)介質的(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)(du)最(zui)(zui)(zui)大,但(dan)最(zui)(zui)(zui)大介質密(mi)度(du)(du)(du)必(bi)須小于(yu)(yu)樣(yang)(yang)品(pin)中粒(li)子的(de)(de)(de)最(zui)(zui)(zui)小密(mi)度(du)(du)(du),即ρP>ρm。這種(zhong)方法是(shi)根據分(fen)離(li)(li)的(de)(de)(de)粒(li)子在梯(ti)度(du)(du)(du)液(ye)(ye)(ye)中沉(chen)降速度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)不同(tong),使(shi)具有不同(tong)沉(chen)降速度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)粒(li)子處于(yu)(yu)不同(tong)的(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)(du)梯(ti)度(du)(du)(du)層內(nei)分(fen)成一系列區帶(dai),達到彼此(ci)分(fen)離(li)(li)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。梯(ti)度(du)(du)(du)液(ye)(ye)(ye)在離(li)(li)心(xin)(xin)過程中以及離(li)(li)心(xin)(xin)完畢后(hou),取樣(yang)(yang)時(shi)起(qi)著支持介質和穩定劑的(de)(de)(de)作用,避免因(yin)機械振動而引起(qi)已分(fen)層的(de)(de)(de)粒(li)子再混合。
由于ρP>ρm可知(zhi)S>0,因此該離(li)心(xin)法(fa)的(de)(de)離(li)心(xin)時(shi)(shi)間要嚴格(ge)控制,既有(you)足夠的(de)(de)時(shi)(shi)間使各(ge)種(zhong)粒子(zi)在介(jie)質梯(ti)度中(zhong)形(xing)成(cheng)區(qu)帶,又要控制在任(ren)一粒子(zi)達(da)到(dao)沉淀(dian)前(qian)。如(ru)果離(li)心(xin)時(shi)(shi)間過長(chang),所有(you)的(de)(de)樣(yang)品可全(quan)部到(dao)達(da)離(li)心(xin)管底部;離(li)心(xin)時(shi)(shi)間不足,樣(yang)品還沒有(you)分離(li)。由于此法(fa)是(shi)一種(zhong)不完全(quan)的(de)(de)沉降,沉降受(shou)物(wu)質本身大小的(de)(de)影響較大,一般是(shi)應用在物(wu)質大小相異(yi)而密(mi)度相同的(de)(de)情況。常(chang)用的(de)(de)梯(ti)度液有(you)Ficoll、Percoll及蔗(zhe)糖(tang)。
離心機轉速(su)與離心力的換算(suan):(離心機分離因素(su)計算(suan)公式)
1、分離因素(su)的含義(yi):
在同一萃取體系(xi)內兩(liang)種(zhong)溶質(zhi)(zhi)在同樣條件下分(fen)配系(xi)數的比(bi)值(zhi)。 分(fen)離(li)(li)(li)因素(su)愈(yu)大(或愈(yu)小),說明兩(liang)種(zhong)溶質(zhi)(zhi)分(fen)離(li)(li)(li)效果愈(yu)好,分(fen)離(li)(li)(li)因素(su)等于1,這(zhe)兩(liang)種(zhong)溶質(zhi)(zhi)就分(fen)不開了。離(li)(li)(li)心機上(shang)的分(fen)離(li)(li)(li)因素(su)則指的是相對離(li)(li)(li)心力(li)。
2、影響(xiang)分離因(yin)素的(de)主要因(yin)素:
離心(xin)(xin)力(li)(li)(li)作為(wei)真實的(de)(de)(de)(de)力(li)(li)(li)根本就不存在,在非(fei)慣性(xing)系(xi)中為(wei)計(ji)算方便假(jia)想的(de)(de)(de)(de)一個(ge)力(li)(li)(li)。請看下面的(de)(de)(de)(de)說明: 向(xiang)心(xin)(xin)力(li)(li)(li)使(shi)物體受到指(zhi)向(xiang)一個(ge)中心(xin)(xin)點的(de)(de)(de)(de)吸(xi)引、或推(tui)斥(chi)或任何傾向(xiang)于該點的(de)(de)(de)(de)作用(yong)。 笛卡兒把離心(xin)(xin)力(li)(li)(li)解釋(shi)為(wei)物體保持其“限定量”的(de)(de)(de)(de)一種趨勢。 它們的(de)(de)(de)(de)區別就是,向(xiang)心(xin)(xin)力(li)(li)(li)是慣性(xing)參考系(xi)下的(de)(de)(de)(de),而(er)離心(xin)(xin)力(li)(li)(li)是非(fei)慣性(xing)系(xi)中的(de)(de)(de)(de)力(li)(li)(li)。我們處理(li)物理(li)題時都是在慣性(xing)系(xi)下(此時牛頓(dun)定律才成立(li)),所以(yi)一般不用(yong)離心(xin)(xin)力(li)(li)(li)這個(ge)概(gai)念(nian)。 由于根本不是一個(ge)情況下的(de)(de)(de)(de)概(gai)念(nian),我們無(wu)法對他(ta)們的(de)(de)(de)(de)方向(xiang)和大小進行比較(jiao)。
F=mω2r
ω:旋轉角速(su)度(du)(弧度(du)/秒)
r:旋轉(zhuan)體離旋轉(zhuan)軸的距離(cm)
m:顆粒(li)質量
相對離心力 Relative centrifugal force (RCF)
RCF 就是(shi)實(shi)際離心(xin)力(li)轉化為重(zhong)力(li)加速度(du)的(de)倍數
g為(wei)重力加速度(9.80665m/s2)
同(tong)為轉(zhuan)于旋(xuan)轉(zhuan)一周等于2π弧度,因此轉(zhuan)子(zi)的(de)(de)角速度以每分鐘旋(xuan)轉(zhuan)的(de)(de)次(ci)數(shu)(shu)(每分鐘轉(zhuan)數(shu)(shu)n或(huo)r/min)表示(shi): 一般情況下,低速離心時常以r/min來表示(shi)。
3、分離因素計(ji)算公(gong)式(shi):
RCF=F離心力(li)/F重力(li)= mω?2r/mg= ω?2r/g= (2*π*r/r*rpm) ?2*r/g 注(zhu):rpm應折換(huan)成(cheng) 轉(zhuan)/秒(miao)
例(li)如:直徑1000mm,轉速(su)1000轉/分的離心(xin)機,分離因素為:
RCF(1000)=(2*3.1415*16.667)^2*0.5/9.8
=104.72^2*0.5/9.8
=560
篇幅有限,今(jin)天有關離(li)心(xin)機的離(li)心(xin)力信息就(jiu)說到(dao)這里(li),下(xia)次再(zai)繼續!
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