Lực ly tâm là gì? Công thức tính lực ly tâm chuẩn nhất

0
1020

Công nghệ lực ly tâm mang lại nhiều tiện ích trong đời sống sinh hoạt hàng ngày, trong ngành xây dựng và cả hoạt động y tế. Để hiểu rõ hơn về lực ly tâm là gì, đặc điểm của nó, mời anh em tham khảo bài viết sau đây nhé:

Lực ly tâm là gì?

Lực ly tâm được định nghĩa là lực quán tính, có tác dụng lên mọi vật đứng yên nằm trong hệ quy chiếu quay so với hệ quy chiếu quán tính.

Kết quả của trường gia tốc trong hệ quy chiếu không quán tính, còn trong trường hợp này là hệ quy chiếu quay.

luc ly tam la gi

Lực ly tâm còn được hiểu với nghĩa là phản lực hướng tâm tác dụng lên vật chuyển động dọc theo đường cong (thành phần của lực có phương vuông góc với vận tốc và đổi hướng với vận tốc) để giữ cho vật ở trạng thái cân bằng.

Ly tâm là phương pháp sử dụng lực ly tâm để tách nhanh các phân tử có mật độ khác nhau (ρ). Khi nồng độ pha rắn lớn, pha rắn và pha lỏng thường được phân tách bằng lực ly tâm (C = mv2 / R). Sau đó ly tâm được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau.

Đặc tính lực ly tâm

Hầu hết các vật liệu được đưa vào trong quá trình ly tâm là hỗn hợp không đồng nhất. Trong công nghiệp, nó chủ yếu là hỗn hợp rắn-lỏng hoặc lỏng-lỏng có tỷ trọng khác nhau:

dac tinh luc ly tam

  • Các nguyên liệu dễ tách và tách rời nhau, ở dạng keo, độ nhớt dung dịch không quá lớn, pha rắn nhiều và chắc.
  • Tạo ra sản phẩm rắn có độ tinh khiết cao nhưng vẫn còn hơi ẩm.

Sau mỗi quá trình ly tâm, hỗn hợp được tách ra để nâng cao chất lượng, dẫn đến sự thay đổi trạng thái mà không có biến đổi hóa học, lý học và sinh hóa học:

  • Tách các tạp chất hòa tan không kết tinh
  • Trong quá trình quay ly tâm, đuông được rửa sạch để đảm bảo chất lượng.
  • Tách các tinh thể sản phẩm ra khỏi dung dịch để tránh vi sinh vật phát triển.
  • Hao hụt do rửa qua lưới ly tâm hoặc hòa tan trong nước hoặc hơi nước

Lực ly tâm có vai trò gì?

Hiện nay, các sản phẩm được sản xuất dựa trên công nghệ quay ly tâm hiện đại, tiên tiến nên có độ bền cao, chất lượng tuyệt đối. Đặc biệt:

→ Xây dựng

Các sản phẩm ứng dụng công nghệ ly tâm trong xây dựng có thể kể đến như cột điện thoại, hàng rào bê tông, cọc bê tông, cống thoát nước … Các sản phẩm này có độ bền cao, chống ăn mòn, chống thấm nước tuyệt đối, không lo bị biến dạng …

luc ly tam trong xay dung

Ngoài ra, Vật liệu xây dựng sử dụng công nghệ ly tâm rất bền, không lo hỏng hóc, hình thức đẹp, thi công lắp đặt nhanh chóng, thuận tiện.

→ Y tế, khoa học

luc ly tam y te

Công nghệ ly tâm được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là trong y học và nghiên cứu khoa học. Nó được dùng để phân tích tế bào, máu, protein, DNA… Những nghiên cứu này rất có giá trị và mang lại nhiều lợi ích cho cuộc sống.

→ Công nghiệp

luc ly tam trong san xuat

Nhằm mang lại sự tiện lợi và thuận tiện cho quá trình sản xuất, nhiều sản phẩm công nghiệp chất lượng cao được sản xuất. Thiết bị ly tâm được sử dụng rộng rãi trong các ngành hóa dầu, dầu thực vật, chế biến tinh bột và các ngành công nghiệp khác, …

Có bao nhiêu phương pháp ly tâm?

Một số phương pháp ly tâm mà anh em nên tham khảo, gồm 4 loại: lắng ly tâm, lọc ly tâm, ly tâm bán liên tục, ly tâm liên tục. Mời anh em cùng xem chi tiết dưới đây:

  • Lắng ly tâm: dùng để tách các hỗn hợp có Δρ nhỏ: nấm men, axit amin, …

be lang ly tam

  • Lọc ly tâm: thường được sử dụng trong sản xuất

be loc ly tam

  • Ly tâm bán liên tục: có thể bào liên tục, một thành phần là liên tục và thành phần chính là không liên tục.

may ly tam lien tuc

  • Ly tâm liên tục: Do đó, các thành phần đầu vào và đầu ra là liên tục, và ở trạng thái ổn định tại bất kỳ điểm nào trên thiết bị, và các thông số vật lý không thay đổi theo thời gian.

Công thức tính lực ly tâm chuẩn xác

Hệ quy chiếu quay so với hệ quy chiếu quán tính là một dạng của hệ quy chiếu không quán tính vì chuyển động của nó không đều. Mỗi điểm trong hệ tọa độ quay với vận tốc góc không đổi w quanh một tâm cố định so với hệ quy chiếu quán tính.

Vectơ vận tốc tại điểm có bán kính r tính từ tâm quay sẽ luôn tiếp tuyến với quỹ đạo tròn quanh tâm quay tại điểm đó và hướng dọc theo chiều quay. Vì sau khi quay hết 2π, điểm hoàn thành của quỹ đạo là một đường tròn có chu vi 2πr, độ lớn không đổi của vectơ vận tốc là wr.

v(t) = {vx(t), vy(t), vz(t)}

Trong đó:

  • vz(t) = 0
  • vx(t) = wrcos(wt)
  • vy(t) = wrsin(wt)

Trường hợp trục z song song với trục quay; trục x vuông góc với trục quay theo hướng t = 0 thì trục y sẽ vuông góc với hai trục còn lại.

Lực quán tính của vật có khối lượng m tại điểm cách tâm quay r là:

  • F được tính (t) = – ma (t)
  • F được tính = -m ω × (ω × r)

Trong đó m được hiểu là khối lượng của vật

Độ lớn của lực là:

     | F | = mw2r

Do đó vectơ gia tốc cùng quay với vận tốc góc w luôn vuông góc với vectơ vận tốc và hướng luôn hướng vào tâm quay. Kích thước của nó tỷ lệ với bình phương của w và khoảng cách r. Gia tốc trong công thức trên là gia tốc ly tâm, cũng có thể được biểu thị bằng công thức sau:

a = w × (w × r)

Trong đó:

  • w được gọi là vectơ vận tốc góc của chuyển động quay trong hệ;
  • r là vectơ vị trí từ tâm quay đến điểm coi gia tốc ly tâm;
  • × là phép nhân vectơ

Do đó, lực ly tâm tỷ lệ thuận với khối lượng của vật chuyển động, bên cạnh đó còn tỷ lệ thuận với bình phương vận tốc truyền thẳng, đồng thời nó sẽ tỉ lệ nghịch với bán kính của đường cong.

Hướng của lực ly tâm là đường nối tâm đường cong với trọng tâm của vật chuyển động và hướng ra ngoài từ tâm đường cong.

Sự khác biệt giữa lực ly tâm và hướng tâm?

Tác dụng của lực hướng tâm là kéo vật về phía tâm của chất điểm quay, còn lực ly tâm thì đẩy vật ra khỏi tâm.

Lực hướng tâm cho phép vật thể chuyển động dọc theo một đường tròn mà không bay ra ngoài theo tiếp tuyến bằng cách liên tục chạy vuông góc với đường đi.

su khac biet giua luc ly tam va huong tam

Đối với các vật chuyển động theo đường tròn thì phải có lực hướng tâm để bù lại lực ly tâm.

Theo quan điểm của một vật đứng yên trên hệ quy chiếu, li tâm và hướng tâm bằng nhau nhưng ngược chiều nhau. Lực hướng tâm sẽ tác dụng lên vật chuyển động, còn đối với lực ly tâm thì không. Do đó, lực ly tâm đôi khi được gọi là lực.

Máy ly tâm là gì và cách sử dụng máy ly tâm

→ Máy ly tâm là gì?

Máy ly tâm là một loại thiết bị được sử dụng rộng rãi trong y học, hóa học, sinh học, … để tách máu, nước tiểu, hỗn hợp dầu thô, dầu tinh luyện và các chất khác.

may ly tam la gi

Máy ly tâm là thiết bị được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác nhau. Do đó, nhiều rôto có kích thước khác nhau có thể được sử dụng trong quá trình ly tâm.

Hướng dẫn sử dụng máy ly tâm đơn giản

dac tinh luc ly tam

  1. Đặt máy ly tâm lên một bề mặt thật chắc chắn. Vì máy ly tâm quay với tốc độ cao do đó nó cần được đặt trên những bề mặt cứng và phẳng.
  2. Chọn đúng cánh quạt và sử dụng nó ở tốc độ bạn cần. Rôto là một thiết bị làm quay mẫu. Một số cánh quạt có cánh tay để có thể kết nối các máy bơm nhỏ hơn, trong khi các cánh quạt khác được thiết kế để đưa ống trực tiếp vào.
  3. Đặt các ống ở đối diện nhau trong máy ly tâm đó. Nếu chỉ xoay 1 mẫu thì cần lắp thêm ống cân đối diện thẳng với ống mẫu. Nếu bạn xoay nhiều hơn 2 ống thì chỉ nên cho các ống thẳng đối diện nhau bằng nhau.
  4. Giữ khoảng cách an toàn khi máy ly tâm đang chạy. Di chuyển máy ly tâm trong quá trình sử dụng có thể làm mất cân bằng và gây thương tích. Máy ly tâm lớn hơn có thể quay với tốc độ rất cao và cực kỳ nguy hiểm nếu chúng mất thăng bằng.
  5. Nếu máy ly tâm lắc mạnh, tắt máy ly tâm.
  6. Chỉ có thể mở nắp sau khi cánh quạt đã dừng hoàn toàn. Nhiều máy ly tâm hiện đại có khóa sẽ không mở khóa cho đến khi cánh quạt dừng lại. Máy ly tâm cũ hơn có thể không có tính năng này, vì vậy hãy đảm bảo rằng cánh quạt không còn chạy trước khi mở nắp.
  7. Sau khi máy ly tâm ngừng quay hoàn toàn, cẩn thận lấy ống nghiệm ra.
  8. Cần xử lý nhẹ nhàng ống nghiệm để tránh trộn lẫn các mẫu riêng lẻ. Và kiểm tra xem mẫu có bị rò rỉ hoặc ống bị hỏng hay không. Nếu xảy ra hiện tượng tràn, phải làm sạch rôto và ống nghiệm ngay lập tức.

⏭️ Tham khảo thêm:

Hy vọng với bài viết này bạn đã cập thêm cho mình kiến thức về lực ly tâm cũng như công thức tính lực ly tâm, cũng như ứng dụng của nó trong thực tế như thế nào. Hãy luôn theo dõi Mecsu để có thể cập nhật thêm những thông tin bổ ích khác nhé!

Blog Mecsu

Đam mê cơ khí trong máu rồi, biết gì chia sẻ đó, anh em cùng nhau chia sẻ nhé
Subscribe
Notify of
0 Bình luận
Inline Feedbacks
View all comments