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 количеством 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 :
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]
- Турбина для выработки электроэнергии ( 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
Примечания
Рекомендации
- ^ ИСО 80000-3:2019
- ^ ab «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.
- ↑ 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.
- ^ «Изменения сезона 2014» . Формула один . Проверено 18 августа 2014 г.
- ^ «Диски двойной плотности и диски высокой плотности» . Яблоко . Проверено 5 мая 2012 г.
- ^ «Стройный и элегантный, он питает бомбу» . Электроэнергетический форум . Проверено 24 сентября 2006 г.
- ^ "Специальное издание P60-SE" . ДжетКэт США. Архивировано из оригинала 19 апреля 2012 г. Проверено 19 июля 2006 г.
- ^ 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.
- ^ 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.