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离心机之离心力G和转速RPM之间的换算

离心原理: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。象红血球大小的颗粒,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(ˉ,r/min)和物质颗粒距离心轴的距离(r,cm)。它们的关系是:F=ˉ2 R
  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60 000 r/min时,离心力是240 000×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:
  G=1.11×(10^-5)×R×[rpm]2
  G为离心力,一般以g(重力加速度)的倍数来表示;
  10-5即:10的负五次方;
  [rpm]2即:转速的平方;
  R为半径,单位为厘米。
  例如,离心半径为10厘米,转速为8000,其离心力为:
  G=1.11*10(-5)*10*(8000)2=7104
  即离心力为7104g. 而当离心力为8000g 时,其转速应为:8489即约为8500rpm。
  值得注意的是,这里跟半径是相关的。也就是说,不同的离心机其换算关系是不一样的。普通离心机可以用计算器算一下,很准。而低温离心机则不须如此费事。上面有按钮可以在rpm与g之间切换,非常方便。以前的文章,尤其是国内的文章通常以rpm来表示。现在多倾向于以g来表示。
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