ما هي حاسبة قوة الطرد المركزي النسبية (RCF)؟
تقوم هذه الأداة بتحويل سرعة دوران جهاز الطرد المركزي (RPM، أي عدد الدورات في الدقيقة) إلى قوة الطرد المركزي النسبية (RCF)، والتي تُعرف أيضًا بقوة الجاذبية g. وتُعدّ قيمة RCF الطريقة المعيارية التي تحدّد بها البروتوكولات المخبرية ظروف الطرد، لأنها تأخذ في الحسبان نصف قطر الدوّار؛ فجهازا طرد مركزي مضبوطان على السرعة نفسها (RPM) قد يطبّقان قوى مختلفة تمامًا إذا اختلف حجم دوّاريهما. ولهذا فإن اعتماد RCF بدلًا من RPM يجعل نتائج المختبر قابلة للتكرار والمقارنة بين الأجهزة المختلفة.
كيفية استخدام الحاسبة
أدخل سرعة الدوران بوحدة RPM، ونصف قطر الدوّار بالمليمتر (مقاسًا من مركز محور الدوّار حتى قاع الأنبوب أو العينة). تقوم الحاسبة بتحويل نصف القطر داخليًا إلى السنتيمتر، ثم تُعيد قيمة RCF كمضاعفات لجاذبية الأرض (× g).
شرح المعادلة
تُحسب العلاقة وفق المعادلة $$\text{RCF} = 1.118 \times 10^{-5} \times r \times \text{RPM}^{2}$$ حيث r هو نصف قطر الدوران بالسنتيمتر. ويجمع الثابت \(1.118 \times 10^{-5}\) بين معاملات التحويل الخاصة بالسرعة الزاوية وتسارع الجاذبية. وبما أن قيمة RPM مرفوعة إلى التربيع، فإن مضاعفة السرعة تزيد القوة أربعة أضعاف، بينما تتغير قيمة RCF تغيرًا خطيًا فقط مع نصف القطر.
مثال تطبيقي
لنفترض جهاز طرد مركزي دقيقًا يدور بسرعة 10,000 RPM ونصف قطر دوّاره 80 مم (8 سم): $$\text{RCF} = 1.118 \times 10^{-5} \times 8 \times 10{,}000^{2} = 1.118 \times 10^{-5} \times 8 \times 100{,}000{,}000 = 8{,}944 \times g$$ أي أن العينة تتعرض لقوة تساوي نحو 8,944 ضعفًا لقوة الجاذبية الأرضية.
الأسئلة الشائعة
هل أقيس نصف القطر من المركز أم من طرف الأنبوب؟ استخدم أقصى نصف قطر، أي من المحور حتى أبعد نقطة في العينة (قاع الأنبوب)، للحصول على القوة القصوى التي تتعرض لها العينة.
لماذا يجب تحويل المليمتر إلى السنتيمتر؟ لأن الثابت الكلاسيكي \(1.118 \times 10^{-5}\) مُعرّف لنصف القطر بالسنتيمتر، لذا تقسم هذه الحاسبة القيمة المُدخلة بالمليمتر على 10.
هل يمكنني التحويل من RCF إلى RPM؟ نعم، بإعادة ترتيب المعادلة لتصبح: $$\text{RPM} = \sqrt{\frac{\text{RCF}}{1.118 \times 10^{-5} \times r}}$$
