Обороты в минуту

Единица скорости вращения

Обороты в минуту (сокращенно об/ мин , об /мин , об/мин , об / мин или об/мин ^-1 ) — это единица скорости вращения (или частоты вращения ) для вращающихся машин. Один оборот в минуту эквивалентен1/60 герц .

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 обратных секунд (с ^-1 ). ^[1]

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

Хотя они имеют одинаковые размеры (обратное время) и базовую единицу измерения (с ^-1 ), герцы (Гц) и радианы в секунду (рад/с) — это специальные названия, используемые для выражения двух разных, но пропорциональных величин ISQ : частоты и угловой частоты. , соответственно. Преобразования между частотой f и угловой частотой ω :

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

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

Международная система единиц (СИ) не признает обороты в минуту в качестве единицы. Он определяет единицы угловой частоты и угловой скорости как рад с ^-1 , а единицы частоты - Гц , равные с ^-1 .

Примеры

• Для колеса, насоса или коленчатого вала число оборотов, совершаемых им за одну минуту, определяется за единицу оборотов 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 стандартной и выражается в об/мин. Например, граммофонные пластинки обычно стабильно вращаются 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).
• Современные стоматологические бормашины с воздушной турбиной могут вращаться со скоростью до800 000  об/мин (13,3 кГц).
• Секундная стрелка обычных аналоговых часов вращается со скоростью 1 об/мин.
• Проигрыватели аудио компакт-дисков считывают свои диски с точной, постоянной скоростью (4,3218 Мбит/с необработанных физических данных для 1,4112 Мбит/с (176,4 КБ/с) полезных аудиоданных) и, таким образом, должны изменять скорость вращения диска от 8 Гц (480 об/мин) при чтении по самому внутреннему краю до 3,5 Гц (210 об/мин) по внешнему краю. ^[2]
• DVD- плееры также обычно читают диски с постоянной линейной скоростью. Скорость вращения диска варьируется от 25,5 Гц (1530 об/мин) при чтении по самому внутреннему краю до 10,5 Гц (630 об/мин) по внешнему краю. ^[2]
• Барабан стиральной машины может вращаться со скоростью 500 об/мин.2000 об/мин (8–33 Гц) во время отжима.
• Бейсбольный мяч , брошенный питчером Высшей лиги бейсбола , может вращаться со скоростью более2500 об/мин (41,7 Гц); более быстрое вращение дает больше движения при разбивании шаров . ^[3]
• Электроэнергетическая турбина ( с двухполюсным генератором переменного тока ) вращается со скоростью 3000 об/мин (50 Гц) или 3600 об/мин (60 Гц), в зависимости от страны – см. вилки и розетки переменного тока .
• Современные автомобильные двигатели обычно работают при2000 об/мин –3000 об/мин (33–50 Гц) в крейсерском режиме, с минимальной скоростью (холостого хода) около 750–900 об/мин (12,5–15 Гц) и верхним пределом от 4500 об/мин до10 000  об/мин (75–166 Гц) для дорожного автомобиля, очень редко доходящие до12 000  об/мин для некоторых автомобилей (например, GMA T.50 ) или 20 000  об/мин для гоночных двигателей, например, двигателей Формулы-1 (в сезоне 2006 г. , с конфигурацией двигателя 2,4 LN/A V8 ; ограничено до15 000  об/мин , с турбо - гибридным двигателем V6 объемом 1,6 л). ^[4] Звук выхлопа автомобилей V8 , V10 и V12 F1 имеет гораздо более высокий тон, чем у двигателя I4 , потому что каждый из цилиндров четырехтактного двигателя срабатывает один раз на каждые два оборота коленчатого вала . Таким образом, восьмицилиндровый двигатель, вращающийся со скоростью 300 раз в секунду, будет иметь звук выхлопа 1200 Гц .
• Поршневой авиационный двигатель обычно вращается со скоростью от2000 об/мин и3000 об/мин (33 Гц – 50 Гц).
• Жесткие диски компьютера обычно вращаются со скоростью5400 об/мин –7200 об/мин (90–120 Гц) — наиболее распространенная скорость для накопителей на базе ATA или SATA в потребительских моделях. Высокопроизводительные диски (используемые в файловых серверах и игровых ПК для энтузиастов) вращаются со скоростью10 000  об/мин –15 000  об/мин (160–250 Гц), обычно с интерфейсами SATA, SCSI или Fibre Channel более высокого уровня и пластинами меньшего размера, обеспечивающими более высокие скорости, уменьшение емкости хранилища и максимальную скорость внешнего края окупаются гораздо более быстрым доступом. и среднюю скорость передачи благодаря высокой скорости отжима. До недавнего времени более дешевые и энергоэффективные накопители для ноутбуков можно было найти в4200 об/мин или дажеСкорость вращения шпинделя 3600 об/мин (70 Гц или 60 Гц), но они вышли из моды из-за более низкой производительности, повышения энергоэффективности в более быстрых моделях и использования твердотельных накопителей для использования в тонких и ультрапортативных ноутбуках. Подобно носителям CD и DVD, объем данных, которые можно сохранить или прочитать за каждый оборот диска, больше на внешнем крае, чем возле шпинделя; однако жесткие диски поддерживают постоянную скорость вращения, поэтому эффективная скорость передачи данных выше на краю (обычно это «начало» диска, противоположное CD или DVD).
• Приводы гибких дисков обычно работали с постоянной скоростью 300 об/мин, а иногда и 360 об/мин (относительно медленные 5 Гц или 6 Гц) с постоянной плотностью данных на оборот, что было просто и недорого реализовать, хотя и неэффективно. Некоторые конструкции, например те, что использовались на старых компьютерах Apple (Lisa, ранние версии Macintosh, более поздние модели II), были более сложными и использовали переменную скорость вращения и плотность хранения каждой дорожки (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 накопителем Mac двойной плотности емкостью 800 КБ при постоянной скорости 39,4 КБ/с (макс.) – против 300 об/мин, 720 КБ и 23 КБ/с. (макс.) для дисков двойной плотности на других машинах. ^[5]
• Центрифуга типа Циппе для обогащения спинов урана при90 000  об/мин (1500 Гц ) или выше. ^[6]
• Газотурбинные двигатели вращаются со скоростью десятков тысяч оборотов в минуту. Турбины моделей самолетов JetCat способны выдерживать более100 000  об/мин (1700 Гц ) с самым быстрым достижением165 000  об/мин (2750 Гц ). ^[7]
• Система хранения энергии «Маховик» работает на60 000  об/мин –Диапазон 200 000  об/мин (1–3 кГц) с использованием пассивно-магнитного левитирующего маховика в вакууме. ^[8] Материал маховика выбран не самый плотный, а тот, который наиболее безопасно измельчает при поверхностных скоростях, примерно в 7 раз превышающих скорость звука.
• Типичный компьютерный вентилятор диаметром 80 мм и скоростью 30 кубических футов в минуту вращается со скоростью2600 об/мин –3000 об/мин (43–50 Гц) при питании 12 В постоянного тока.
• Миллисекундный пульсар может иметь около50 000  об/мин (833 Гц).
• Турбокомпрессор может достигать290 000  об/мин (4,8 кГц), при этом80 000  об/мин – Частота вращения 200 000 об/мин (1–3 кГц) является обычной.
• Нагнетатель может вращаться со скоростью от50 000  об/мин –65 000  об/мин (833–1083 Гц)
• Молекулярная микробиология – молекулярные двигатели. Было измерено, что скорость вращения бактериальных жгутиков составляет10 200  об/мин (170 Гц) для Salmonella typhimurium ,16 200  об/мин (270 Гц) для кишечной палочки и до102 000  об/мин (1700 Гц ) для полярного жгутика Vibrio alginolyticus , что позволяет последнему организму передвигаться в моделируемых природных условиях с максимальной скоростью 540 мм/ч. ^[9]

Смотрите также

• Постоянная угловая скорость (CAV) - используется для обозначения скорости граммофонных (фонографических) пластинок.
• Постоянная линейная скорость (CLV) – используется для обозначения 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

Рекомендации

1. ИСО 80000-3:2019
2. «Физические параметры». Технические примечания к DVD . Группа экспертов по движущимся изображениям (MPEG). 21 июля 1996 г. Архивировано из оригинала 19 февраля 2012 г. Проверено 30 мая 2008 г.
3. Чичестер, Райан (10 июня 2021 г.). «Ино Саррис из The Athletic рассказывает о Пауке Тэке, Геррите Коуле с Мусом и Мэгги». ВФАН . Получено 14 июня 2021 г. - через MSN.com.
4. «Изменения сезона 2014» . Формула один . Проверено 18 августа 2014 г.
5. «Диски двойной плотности и диски высокой плотности» . Яблоко . Проверено 5 мая 2012 г.
6. «Стройный и элегантный, он питает бомбу» . Электроэнергетический форум . Проверено 24 сентября 2006 г.
7. "Специальное издание P60-SE" . ДжетКэт США. Архивировано из оригинала 19 апреля 2012 г. Проверено 19 июля 2006 г.
8. 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 . Проверено 30 мая 2008 г.
9. 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.