Оборотов в минуту

Обороты в минуту (сокращенно об/мин , об /мин , об/мин или об⋅мин ⁻¹ ) — единица измерения скорости вращения ( или частоты вращения ) для вращающихся машин. Один оборот в минуту эквивалентен ⁠1/60герц .

Стандарты

ISO 80000-3 :2019 определяет физическую величину, называемую вращением (или числом оборотов ), безразмерную , мгновенная скорость изменения которой называется частотой вращения (или скоростью вращения ), с единицами измерения, обратными секундам (с ⁻¹ ). ^[1]

Связанной, но отличной величиной для описания вращения является угловая частота (или угловая скорость , величина угловой скорости ), единицей измерения которой в системе СИ является радиан в секунду (рад/с).

Хотя они имеют одинаковые размеры (обратное время) и базовую единицу (с ⁻¹ ), герц (Гц) и радианы в секунду (рад/с) являются специальными названиями, используемыми для выражения двух различных, но пропорциональных величин ISQ : частоты и угловой частоты соответственно. Преобразования между частотой $f$ и угловой частотой $ω$ следующие:

\omega =2\pi f\,,\qquad f={\frac {\omega {2\pi }}\,.

Таким образом, говорят, что диск, вращающийся со скоростью 60 об/мин, имеет угловую скорость 2π рад /с и частоту вращения 1 Гц.

Международная система единиц (СИ) не признает об/мин как единицу. Она определяет единицы угловой частоты и угловой скорости как рад с ⁻¹ , а единицы частоты как Гц , равные с ⁻¹ .

{\begin{aligned}1~&{\frac {\text{rad}}{\text{s}}}&&=&{\frac {1}{2\pi }}~&{\text{Hz}}&&=&{\frac {60}{2\pi }}~&{\text{rpm}}\\2\pi ~&{\frac {\text{rad}}{\text{s}}}&&=&1~&{\text{Hz}}&&=&60~&{\text{rpm}}\\{\frac {2\pi }{60}}~&{\frac {\text{rad}}{\text{s}}}&&=&{\frac {1}{60}}~&{\text{Hz}}&&=&1~&{\text{rpm}}\end{aligned}}

Примеры

Для колеса, насоса или коленчатого вала количество раз, которое оно совершает один полный цикл за одну минуту, дается как единица оборота в минуту. Оборот — это один полный период движения, будь то круговое, возвратно-поступательное или какое-либо другое периодическое движение.
На многих типах дисковых носителей скорость вращения носителя под считывающей головкой является стандартом, указанным в об/мин. Например, пластинки фонографа (граммофона) обычно вращаются стабильно со скоростью 16+2 ⁄ 3 , 33+1 ⁄ 3 , 45 об/мин или 78 об/мин (0,28, 0,55, 0,75 или 1,3 соответственно в Гц).
Воздушная турбина вращается до1 500 000 об/мин (25 кГц)
Современные стоматологические бормашины с воздушной турбиной могут вращаться со скоростью более800 000 об/мин (13,3 кГц).
Секундная стрелка обычных аналоговых часов вращается со скоростью 1 об./мин.
Проигрыватели аудио-CD считывают свои диски с точной, постоянной скоростью (4,3218 Мбит/с необработанных физических данных для 1,4112 Мбит/с (176,4 КБ/с) пригодных для использования аудиоданных) и, таким образом, должны изменять скорость вращения диска от 8 Гц (480 об/мин) при считывании с самого внутреннего края до 3,5 Гц (210 об/мин) на внешнем крае. ^[2]
DVD- плееры также обычно считывают диски с постоянной линейной скоростью. Скорость вращения диска варьируется от 25,5 Гц (1530 об/мин) при считывании с внутреннего края до 10,5 Гц (630 об/мин) на внешнем крае. ^[2]
Барабан стиральной машины может вращаться со скоростью 500 об/ мин .2763 об/мин (8 Гц – 46 Гц) во время отжима.
Бейсбольный мяч, брошенный питчером Высшей лиги бейсбола, может вращаться со скоростью более2500 об/мин (41,7 Гц); более быстрое вращение обеспечивает большее движение при разбивании шаров . ^[3]
Турбина для выработки электроэнергии ( с двухполюсным генератором переменного тока) вращается со скоростью 3000 об/мин (50 Гц), 3600 об/мин (60 Гц) и более 4000 об/мин ( 66+2 ⁄ 3 Гц)
Современные автомобильные двигатели обычно работают около2000 об/мин –3000 об/мин (33 Гц – 50 Гц) при движении с минимальной частотой вращения (холостого хода) около 750 об/мин – 900 об/мин (12,5 Гц – 15 Гц) и верхним пределом от 4500 об/мин до10 000 об/мин (75 Гц – 166 Гц) для дорожного автомобиля, очень редко достигая12 000 об/мин для некоторых автомобилей (например, GMA T.50 ), или 22 000 об/мин для гоночных двигателей, например, в автомобилях Формулы-1 (в сезоне 2006 года с конфигурацией двигателя 2.4 LN/A V8 ; ограничено15 000 об/мин , с конфигурацией двигателя 1,6 л V6 turbo - hybrid ). ^[4] Звук выхлопа автомобилей F1 с двигателями V8 , V10 и V12 имеет гораздо более высокий тон, чем у двигателя I4 , поскольку каждый из цилиндров четырехтактного двигателя срабатывает один раз за два оборота коленчатого вала . Таким образом, восьмицилиндровый двигатель, вращающийся со скоростью 300 оборотов в секунду, будет иметь звук выхлопа1200 Гц .
Поршневой авиационный двигатель обычно вращается со скоростью от2500 об/мин и10 000 об/мин (42 Гц – 166 Гц).
Жесткие диски компьютеров обычно вращаются со скоростью7500 об/мин –10 000 об/мин (125 Гц – 166 Гц), наиболее распространенные скорости для ATA или SATA -дисков в потребительских моделях. Высокопроизводительные диски (используются в файловых серверах и ПК для энтузиастов) вращаются со скоростью10 000 об/мин –15 000 об/мин (160 Гц – 250 Гц), обычно с интерфейсами SATA, SCSI или Fibre Channel более высокого уровня и меньшими пластинами, чтобы обеспечить эти более высокие скорости, уменьшение емкости хранилища и предельной скорости внешнего края окупается гораздо более быстрым временем доступа и средней скоростью передачи данных благодаря высокой скорости вращения. До недавнего времени можно было найти недорогие и энергоэффективные диски для ноутбуков с4200 об/мин или дажеСкорость вращения шпинделя 3600 об/мин (70 Гц или 60 Гц), но они вышли из моды из-за их более низкой производительности, улучшения энергоэффективности в более быстрых моделях и использования твердотельных накопителей в тонких и ультрапортативных ноутбуках. Подобно носителям CD и DVD, объем данных, которые могут быть сохранены или считаны за каждый оборот диска, больше на внешнем крае, чем около шпинделя; однако жесткие диски поддерживают постоянную скорость вращения, поэтому эффективная скорость передачи данных выше на краю (традиционно, «начало» диска, в отличие от CD или DVD).
Дисководы для гибких дисков обычно работали на постоянной скорости 300 об/мин или иногда 360 об/мин (относительно медленные 5 Гц или 6 Гц) с постоянной плотностью данных на оборот, что было просто и недорого в реализации, хотя и неэффективно. Некоторые конструкции, такие как те, которые использовались в старых компьютерах Apple (Lisa, ранний Macintosh, более поздние II), были более сложными и использовали переменные скорости вращения и плотность хранения на дорожку (при постоянной скорости чтения/записи) для хранения большего количества данных на диске; например, между 394 об/мин (с 12 секторами на дорожку) и 590 об/мин (8 секторов) с дисководом Mac 800 КБ с двойной плотностью при постоянной скорости 39,4 КБ/с (макс.) – по сравнению с 300 об/мин, 720 КБ и 23 КБ/с (макс.) для дисков с двойной плотностью в других машинах. ^[5]
Центрифуга типа Циппе для обогащения урана вращается на100 000 об/мин (1666 Гц ) или быстрее. ^[6]
Газотурбинные двигатели вращаются со скоростью в десятки тысяч оборотов в минуту. Турбины моделей самолетов JetCat способны развивать более100 000 об/мин (1700 Гц ) с самым быстрым достижением165 780 об/мин (2763 Гц ). ^[7]
Система хранения энергии Flywheel работает на60 000 об/мин –Диапазон 500 000 об/мин (1 кГц – 8,3 кГц) с использованием пассивно магнитного левитирующего маховика в вакууме. ^[8] Выбор материала маховика не самый плотный, а тот, который измельчает наиболее безопасно, на скорости поверхности, примерно в 7 раз превышающей скорость звука.
Типичный 80-мм компьютерный вентилятор с производительностью 30 куб. футов в минуту будет вращаться со скоростью2600 об/мин –3000 об/мин (43 Гц – 50 Гц) при напряжении 12 В постоянного тока.
Миллисекундный пульсар может иметь около50 000 об/мин (833 Гц).
Турбокомпрессор может достигать1 000 000 об/мин (16,6 кГц), при этом100 000 об/мин –Распространено 250 000 об/мин (1 кГц – 3 кГц).
Нагнетатель может вращаться со скоростью от или до50 000 об/мин –100 000 об/мин (833 Гц – 1666 Гц)
Молекулярная микробиология – молекулярные двигатели. Скорость вращения бактериальных жгутиков была измерена как10 200 об/мин (170 Гц) для Salmonella typhimurium ,16 200 об/мин (270 Гц) для Escherichia coli и до500 000 об/мин (1700 Гц ) для полярного жгутика Vibrio alginolyticus , что позволяет последнему организму двигаться в имитируемых естественных условиях с максимальной скоростью 540 мм/ч. ^[9]

Смотрите также

Постоянная угловая скорость (CAV) – используется применительно к скорости записи граммофона (фонографа).
Постоянная линейная скорость (CLV) – используется применительно к скорости аудио компакт-дисков.
Радиан в секунду
Скорость вращения
Карта компрессора
Поворот (геометрия)
Скорость холостого хода
Превышение скорости (двигатель)
Красная линия
Ограничитель оборотов
Датчик оборотов

Примечания

Ссылки

^ ИСО 80000-3:2019
^ ab "Физические параметры". Технические заметки DVD . Группа экспертов по движущимся изображениям (MPEG). 1996-07-21. Архивировано из оригинала 2012-02-19 . Получено 2008-05-30 .
↑ Чичестер, Райан (10 июня 2021 г.). «Эно Саррис из The Athletic рассказывает о Spider Tack, Gerrit Cole с Moose & Maggie». WFAN . Получено 14 июня 2021 г. – через MSN.com.
^ "Изменения сезона 2014". Формула-1 . Получено 2014-08-18 .
^ "Диски двойной плотности против дисков высокой плотности". Apple . Получено 2012-05-05 .
^ "Slender and Elegant, It Fuels the Bomb". The Electricity Forum . Получено 24.09.2006 .
^ "P60-SE Special Edition". JetCat USA. Архивировано из оригинала 2012-04-19 . Получено 2006-07-19 .
^ Пост, Ричард Ф. (апрель 1996 г.). «Новый взгляд на старую идею: электромеханическая батарея» (PDF) . Обзор науки и технологий . Калифорнийский университет: 12–19. ISSN 1092-3055 . Получено 30 мая 2008 г. .
^ Магарияма, Ю.; Сугияма, С.; Мурамото, К.; Маэкава, Ю.; Кавагиси, И.; Имаэ, Ю.; Кудо, С. (27 октября 1994 г.). «Очень быстрое вращение жгутиков». Природа . 371 (6500): 752. Бибкод : 1994Natur.371..752M. дои : 10.1038/371752b0 . ПМИД 7935835.