سانتریفیوژ بیچاره و سوزان تنبل: 3 قدم

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

مقدمه + ریاضی و طراحی

سانتریفیوژها

از سانتریفیوژها برای جداسازی مواد بر اساس چگالی استفاده می شود. هرچه تفاوت چگالی بین مواد بیشتر باشد ، جدا شدن آنها راحت تر است. بنابراین در امولسیون هایی مانند شیر ، سانتریفیوژ می تواند مقداری از کرم چرب را به قسمت بالا و شیر بدون چربی به قسمت پایین جدا کند. سیگما آلدریچ مقاله خوبی در مورد فیزیک جداسازی سانتریفیوژ و همچنین مواردی که امکان جداسازی با سرعت های مختلف سانتریفیوژ وجود دارد ، دارد.

سانتریفیوژ ساخته شده باید در رده سرعتهای پایینی باشد که آنها تعیین کرده اند (2000 تا 6000 دور در دقیقه). در این سرعتها ، اگر سوسپانسیون سلولهای یوکاریوت را در محلول داشته باشید ، احتمالاً می توانید آنها را گلوله کنید (همانند جدا کردن آنها از محلول). تعلیق چیزهایی مانند آرد یا ذرات خاک نیز می تواند با این سرعت جدا شود.

تنبل سوزان

سوزان تنبل موتور دار یک سکوی آرام چرخشی است که معمولاً برای فیلمبرداری استفاده می شود. می توانید چیزی مانند مجسمه یا غذا را روی آن قرار دهید و یک فیلم صاف از همه طرف شیء بگیرید. سرعت انقلاب در حالت ایده آل <1 دور در ثانیه است.

سرعت موتور ، نیرو و دور در دقیقه

در توصیف محصول یک موتور الکتریکی ، معمولاً دو چیز را مشاهده می کنید: ولتاژ و RPM. احتمالاً می توانید با خیال راحت از ولتاژهای + یا - 50٪ ولتاژ تعیین شده استفاده کنید. از نظر تئوری ، ولتاژهای بالاتر به معنای نیروی بیشتر در پشت موتور و دور در دقیقه بیشتر است. اما فرض کنید شما یک موتور دارید که دارای RPM استاندارد 1000 دور در دقیقه است. چگونه می توانید با این موتور چیزی را سریعتر یا کندتر از 1000 دور در دقیقه بچرخانید؟ با چرخ دنده.

تعویض دنده در دوچرخه شبیه به کاری است که در اینجا باید انجام دهید. اگر دنده ای با 20 دندانه به موتور 1000 دور در دقیقه وصل کرده اید. سپس دنده ای با 5 دندانه در تماس با دنده 20 دندانه با دور 4000 دور در دقیقه می چرخد. رابطه عبارت است از: RPM هدف = (RPM موتور)*(دندانها روی موتور دنده)/(دندانهای چرخ دنده). FYI ، تعداد دندانه های روی چرخ دنده باید مستقیماً با شعاع چرخ دنده ها متناسب باشد ، بنابراین می توان به جای آن از شعاع استفاده کرد. بنابراین در این مثال ، دنده 5 دنده چرخ دنده است و سکوی سانتریفیوژ و لوله هایی به آن متصل شده است.

اما از نظر تئوری ، در واقعیت ، چرخ دنده با سرعت کمتری از آنچه انتظار می رود می چرخد. این امر به این دلیل است که اصطکاک بیشتری وجود خواهد داشت ، به خصوص اگر به چرخ دنده 5 دنده اضافه کنید.

به جای چرخ دنده ، می توانید از نوارهای لاستیکی استفاده کنید ، این چیزی است که من برای سوزان تنبل خود استفاده می کنم. و ریاضی به طور مشابه ، از نظر محیط یا شعاع به جای دندان عمل می کند.

مرحله 1: مواد

لیست کلی:

1. ظروف خالی مانند ظروف اوالتین و بلغور جو دوسر که من استفاده کردم. قوطی های سوپ نیز می توانند کار کنند.
2. موتورها برای سانتریفیوژ دارای 12 ولت یا بالاتر است. حدود 3-6 ولت برای سوزان تنبل.
3. چسب حرارتی تفنگی
4. نوار چسب - اختیاری
5. چسب فوق العاده - اختیاری - در صورت استفاده از دستکش استفاده کنید
6. سیم ها ، چرخ دنده ها ، نوار لاستیکی ، سکوی چرخشی ، باتری ها و غیره - در مراحل بعدی با جزئیات بیشتری صحبت خواهم کرد

موتورهایی که استفاده کردم موتورهای معمولی ، دو سرب ، الکتریکی هستند ، نه موتورهای پله ای. من یک دستگاه (درجه 12 و 1200 دور در دقیقه) از چاپگر کانن دریافت کردم که کار نکرد ، و دیگری (احتمالاً 3 ولت ، احتمالاً کمتر از 300 دور در دقیقه) از دستگاه پخش دی وی دی که دیگر کار نکرد. اگر هیچ موتوری در دست ندارید ، تعداد زیادی در eBay و سایت های دیگر با قیمت کمتر از 10 دلار وجود دارد که باید کار کند.

چرخ دنده ها و محورهایی که من دارم از "کیت RC Snap Rover" است که جدا کردم. در حقیقت ، تنها چیزی که شما نیاز دارید چرخ است که می تواند آزادانه بر روی یک محور بچرخد و بسته به اینکه می خواهید محصول نهایی شما چگونه باشد ، می تواند سریعتر یا کندتر از موتور بچرخد.

مرحله 2: سانتریفیوژ

ظروف Ovaltine دارای ته فلزی هستند. برای ایجاد سوراخی برای عبور بالای موتور ، توصیه می کنم از چکش و میخ استفاده کرده و به صورت دایره ای حرکت کرده و مواد را به آرامی بیرون بزنید. استفاده از مته یا درمل نیز م workثر است. اطمینان حاصل کنید که سر موتور مناسب و عمود بر پایه قوطی است و سپس چسب حرارتی را به ناحیه اطراف سر موتور بمالید و آن را در جای خود قرار دهید. من از چسب برای حمایت از موتور در حالی که چسب سفت شده است استفاده کردم. توصیه می کنم قبل از چسباندن موتور به سیم ، سیمهای بلند را به موتور وصل کنید. من به سادگی انتهای سیم جدا شده را دور سیم های موتور پیچیدم.

هنگامی که چسب سفت شد ، می توانید دو سوراخ را در کنار ظرف بیرون بیاورید و سیم ها را از بین ببرید. من باتری را در خارج از محفظه دارم تا بتوانم به طور دستی سیم های باتری را لمس کنم تا سانتریفیوژ روشن شود. در حالت ایده آل از یک سوئیچ استفاده می شود ، اما من آن را ندارم.

سپس یک چرخ دنده بزرگ را به سر موتور چسباندم. من از کاغذ سنباده برای زبر کردن سطح چرخ دنده قبل از استفاده از چسب استفاده کردم ، که از لحاظ تئوری باید استحکام اتصال را افزایش دهد. من ناحیه ای را در پایه اوالتین مشخص کردم که دنده بعدی باید در آن برود (مانند نقطه ای که دندانهای دو چرخ دنده در هم قفل می شوند) و با یک میخ در آن محل سوراخ کردم. سپس یک محور را کمی از طریق این سوراخ قرار دادم و آن را به صورت داغ در محل خود چسباندم. این بیشتر در تصویر 2 برای این مرحله قابل مشاهده است.

چرخ دنده دارای یک دیسک کاغذ ضخیم است که روی آن فوق العاده چسبانده شده است. دیسک را از پشت نوت بوک جدا کردم. دیسک ، به عنوان کاغذ ، باید بهتر از پلاستیک بچسبد ، اما به اندازه کافی قوی است تا بتواند سرعت موتور را نگه دارد. یک سوراخ باید در وسط دیسک کاغذ ، هم راستا با سوراخ چرخ دنده قرار گیرد. به این ترتیب ، هنگامی که چرخ دنده روی محور قرار می گیرد ، محور در نقطه ای بالای سکوی کاغذ به پایان می رسد. سپس یک مهره از چسب حرارتی ، که در تصویر سرصفحه در صفحه اول قابل مشاهده است ، در بالای محور قرار دادم. که در بالای سکو سخت می شود و اطمینان حاصل می کند که از محور بالا نمی رود.

فایل mp4 ویدئویی از چرخش سانتریفیوژ من است. برای مشاهده ، ممکن است مجبور شوید آن را بارگیری کنید ، فایل آنقدر بزرگ نیست. لوله هایی که من استفاده می کنم پلاستیکی هستند و در آنها شیر وجود دارد. روی آنها را با پلاستیک پوشاندم. من استفاده از لوله های شیشه ای را توصیه نمی کنم زیرا ممکن است هنگام چرخش آنها از دیسک خارج شود. لوله ها به سادگی روی دیسک چسبانده می شوند. در ویدئو از باتری 9 ولت استفاده می کنم که ولتاژ کمتری نسبت به موتور دارد. برای افزایش سطح ولتاژ ، می توانید باتری ها را به صورت سری وصل کنید.

مرحله 3: سوزان تنبل

برای سوزان تنبل ، چرخ دنده در تصویر در واقع به عنوان یک چرخ دنده عمل نمی کند ، به سادگی می تواند در اطراف محور بچرخد. چرخی که به چرخ دنده متصل است ، پایه ای برای قرار دادن یک بشقاب در بالای آن و سپس یک وسیله در بالای صفحه فراهم می کند.

تصویر 2 محوری را نشان می دهد که از طریق پایه ظرف بلغور جو دوسر غرق شده و سپس به صورت گرم در محل خود چسبانده شده است. موتور در محلی قرار گرفته و به صورت داغ چسبانده شده است که از کشیده شدن نوار لاستیکی هنگام کشیدن بین چرخ دنده و موتور اطمینان حاصل می کند (تصویر 1). اگر به سادگی یک چرخ دارید که روی یک محور می چرخد ، نوار لاستیکی را می توانید مستقیماً در اطراف چرخ بکشید ، فقط توجه داشته باشید که اگر چرخ بزرگ باشد ، با دور در دقیقه ای کمتر از موتور می چرخد.

من باید این را در واقع با ولتاژ 6 ولت اجرا کنم. که 4 باتری 1.5 ولت در سری است. تصویر 3 برای این مرحله نشان می دهد که چگونه توصیه می کنم باتری ها را به صورت سری وصل کنید (اگر فقط باتری های 1.5 ولت دارید). اساساً یک نوار فویل آلومینیومی چندین بار روی خود جمع شده و روی نوار چسب قرار داده شده است. سپس نوار آلومینیوم را در تماس با انتهای باتری + و - محکم می کند و باتری ها را به هم محکم می کند. بنابراین وقتی همه چیز مانند تصویر چهارم تنظیم می شود ، انتهای شل نوار را روی باتری ها تا کرده و آن را به هم می چسبانید. اطمینان حاصل کنید که فویل آلومینیومی حداقل 10 بار جمع شود یا مقدار قابل توجهی گرم شود.

همچنین می توانستم موتور را با 9 ولت به علاوه یک مقاومت کار کنم ، اما می خواستم ساده باشد. فقط بدانید که چندین راه برای دستیابی به ولتاژها یا جریانهای بهینه وجود دارد.