第二章 离心
离心机
35
0
沉降中的颗粒
最大离心半径
最小 离心 半径
通常称离心管顶部 到旋转中心的距离为最 小离心半径rmin，该处承 受的离心力场为最小离 心力场；称离心管底部 到旋转中心的距离为最 大离心半径rmax，该处承 受的离心力场称为最大 离心力场。
在离心力场中加速度达到 数万甚至数十万倍重力加 速度时，颗粒的沉降也加 快了同样的倍数。这就使 得许多在重力场中不能沉 降的细小颗粒及密度较低 的物体组份能用离心技术 进行分离纯化。
当不同颗粒存在浮力密度差时，在离心力场中，颗粒一直 沿梯度移动到它们密度恰好相等的位置上（即等密度点）
形成区带，故称为等密度区带离心法。
颗粒的有效分离取决于其浮力密度差, 与颗粒的大小和形状 无关，但后两者决定着达到平衡的速率、时间和区带的宽
度。颗粒的浮力密度与其原来的密度、水化程度及梯度溶
质的通透性或溶质与颗粒的结合等因素有关。因此，要求 介质梯度应有一定的陡度，要有足够的离心时间形成梯度 颗粒的再分配，进一步离心也不会有影响。
混合液
静置一段时间后
沉降速度(sedimentation velocity) 指在强大离心力作用下， 单位时间内物质运动的距离。即：
dx m(1ρ0 /ρ) g dt f
ρ0 为介质的密度，ρ为微粒的密度，g为重力加速度，f 式中， 为阻力系数。由上式可知，微粒的沉降速度与 m(1ρ 0/ ρ )g 成正比，与阻力系数f成反比。
5ml血液 离心5分钟 血细胞 血浆
第二节 常用的离心方法
一、差速离心法
差速离心法(differential velocity centrifugation method)是利用不同的粒子在离心力场中沉降的差 别，在同一离心条件下，通过不断增加相对离心 力，使一个非均匀混合液内的大小、形状不同的 粒子分步沉淀的离心方法。主要用于一般及特殊
化工原理第二章离心泵的工作原理教案
化工原理第二章离心泵的工作原理教案一、引言离心泵是化工工程中常用的一种设备，广泛应用于液体输送、循环和增压等工艺过程中。
本教案将介绍离心泵的工作原理，包括离心泵的结构和工作原理、离心泵的性能参数以及离心泵的应用范围等内容。
二、离心泵的结构和工作原理离心泵主要由泵体、叶轮、轴、轴承和密封装置等组成。
泵体是离心泵的壳体，内部有进口和出口，用于液体的进出。
叶轮是离心泵的核心部件，通过轴与电机相连，叶轮的旋转产生离心力，使液体被抛离叶轮并向出口方向流动。
轴是连接叶轮和电机的部件，承受叶轮的旋转力和液体的压力。
轴承用于支撑轴的转动，减少摩擦和磨损。
密封装置用于防止液体泄漏。
离心泵的工作原理是利用离心力将液体从进口吸入，并通过叶轮的旋转产生的离心力将液体抛离叶轮，使液体沿着泵体的流道流向出口。
当离心泵启动后，电机带动轴和叶轮一起旋转，液体被吸入泵体并经过叶轮的加速，然后被抛离叶轮，产生的离心力使液体压力增加，最终从出口排出。
三、离心泵的性能参数1. 流量：离心泵单位时间内输送的液体体积，通常用立方米/小时或加仑/分钟表示。
2. 扬程：离心泵输送液体时所克服的垂直高度差，通常用米或英尺表示。
3. 功率：离心泵所需的功率，通常用千瓦或马力表示。
4. 效率：离心泵的效率是指输送液体所消耗的功率与输入功率之比，通常以百分比表示。
5. NPSH：离心泵所需的净正吸入头，是指液体进入泵前的压力与液体饱和蒸汽压力之差，通常用米或英尺表示。
四、离心泵的应用范围离心泵广泛应用于化工工程中的各个领域，包括石油化工、制药、冶金、电力、水处理等。
具体应用包括：1. 液体输送：离心泵可以将液体从一个地方输送到另一个地方，如将原油从油井输送到炼油厂。
2. 循环系统：离心泵可以用于循环系统中，如水循环系统中的循环泵。
3. 增压系统：离心泵可以用于增压系统，如给水泵将水从低压区域输送到高压区域。
4. 冷却系统：离心泵可以用于冷却系统，如冷却水泵将冷却水循环输送到冷却设备中。
生物化学实验原理与方法
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生物化学实验原理与方法
二、有机溶剂沉淀法
n 原理：有机溶剂对许多溶于水的小分子生化物质以及核酸、 多糖、蛋白质等生物大分子都能发生沉淀作用。有机溶剂 的沉淀作用主要是降低溶液的介电常数从而 增强分子之 间的相互作用，使其溶解度降低。对于具有表面水层的生 物大分子来说，有机溶剂可破坏溶质分子表面的水膜，使 这些大分子脱水而相互聚集析出。不同溶质要求不同浓度 的有机溶剂，因此可用有机溶剂进行分步沉淀。
n 提取是在分离纯化前期，将样品研磨，把被破碎的细胞置于一定的溶剂（提 取液）中，使某一类分子目的物释放到提取液中的过程。提取液应具备的条 件：对有效成分溶解度大，破坏作用小；对杂质溶解度小或不溶解；来源广 泛、价格低廉、操作安全等。
n 生物分子可以分为生物大分子和生物小分子。生物小分子的结构由较强的共 价键决定；生物大分子中除共价键外，还含有较弱的共价键和次级键，故需 温和的条件才能保证生物大分子的活性不被破坏。因此，这两类生物分子的 提取液成分和操作条件差别很大。
n 1、生物小分子的提取 n 2、生物大分子的提取
蛋白质和酶的提取 核酸的提取
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生物化学实验原理与方法
溶剂提取法
n 原理:利用溶剂的溶解作用把所需物质从细胞中转移出来 n 影响溶剂提取效率的因素（影响溶解度的的因素）
1、溶剂的性质：（根据相似相溶原理） 2、离子强度：离子强度是影响物质溶解度的主要因素，但离子强度 对不同物质溶解度的影响不同，如高离子强度下DNA-核蛋白溶解度增 加，而低离子强度下RNA-核蛋白溶解度增加；绝大多数蛋白质和酶， 在稀盐溶液中溶解度增加（盐溶）。 3、PH值：溶剂的PH值影响溶质分子的解离状态，离子状态的物质， 不能是阳离子还是阴离子都易溶于水，而非离子状态的物质易溶于有 机溶剂。 4、温度：温度的升高可以增加物质的溶解度。 5、去垢剂：去垢剂是一类既有亲水基又有疏水基的物质，可以分为 阴离子、阳离子和中性去垢剂等，如SDS，Tween20，Triton X-100。
生化技术第二章 离心分离PPT教学课件
一 糖类的化学检测
糖类包括多糖、双糖、单糖 单糖和某些双糖具有游离羰基——还原糖 多糖和蔗糖等无还原性——非还原糖 糖类化学检测主要是利用游离羰基的还原
性质，与试剂（氧化剂）进行氧化还原反 应而进行测定的。
非还原糖必须转化为还原糖再进行测定
用途：分离细胞、细胞碎片、培养基残渣及粗 结晶等较大颗粒
2高速离心机 1*104g～2.5*104 r/min ，R.C.F 1*104g～105g
用途：分离各种沉淀物、细胞碎片及较大的细 胞器等
高速冷冻离心机
3 超速离心机
2.5*104g～8*104 r/min ，R.C.F 5*105g或更高 结构：离心管帽、冷冻装置和温控系统、真空
第二章 离心分离
借助离心机旋转所产生的离心力，使不 同大小和不同密度的物质分离的技术
细胞的收集、细胞碎片和沉淀的分离等 常用离心分离
超速离心技术已成为分离、纯化、鉴别 和各种生物大分子的重要手段之一
一 离心机的种类与用途
转速分：常速（低速）、高速和超速
1 常速离心机
<8000r/min, R.C.F<1*104g
定磷试剂，45 ℃水浴25min，冷却至室温测OD650 无机磷标准液作标准曲线
（3）核酸含量的计算 一般DNA含磷9.5％,RNA含磷9.2％， RNA量＝（总磷量－无机磷量）×10.9 DNA量＝ （总磷量－无机磷量）×10.5
2 二苯胺法测定DNA含量
DNA中的2-脱氧核糖在酸性环境中与二苯胺 试剂一起加热产生蓝色反应，在595nm处有 最大吸收峰。在40～400μ g范围内，OD595与 DNA浓度成正比。少量乙醛可提高反应灵敏 度。
第二章 离心式涡轮机工作理论
第二章离心式涡轮机工作理论如前所述，叶轮是涡轮机传递能量的唯一部件。
它的几何形状、尺寸和转速制约着流体在叶轮中流动的特征，决定着通过叶轮的流体量，传递给流体的压头，流量与压头之间的关系。
当涡轮机转速一定时，其流量与压头之间的关系是确定的，此关系称为涡轮机压头特性。
涡轮机工作理论的中心课题是研究叶轮诸参数与压头特性之间的关系。
液体在涡轮机叶轮中的流动情况相当复杂，利用数学方法准确求出压头特性是很困难的。
只能采用近似方法，使其结果能基本上反映实际情况，这就是建立一个理想叶轮模型，其条件：1) 叶轮叶片数目无限多，叶片厚度无限薄；2) 介质为理想流体，涡轮机工作时没有任何损失；3) 流体的流动是稳定流；4) 介质不可压缩。
分析理想叶轮模型得到规律性结果后，再加以修正使其更接近实际，以应用于指导实际工作。
§1 流体在离心式叶轮中的运动及速度三角形在离心涡轮机中，流体先沿着叶轮轴线方向进入叶轮，然所在叶轮内转为径向并流出叶轮。
在此过程中接受叶轮转换的能量。
离心涡轮机叶轮如图2-1所示，其几何形状和尺寸可用下列参数表征：D2、D1——叶轮叶片外缘、内缘直径；r2、r1——叶轮叶片外缘、内缘半径；b2、b1——叶轮叶片外缘、内缘处的宽度；β2、β1——叶轮叶片外缘、内缘处的叶片角。
介质在叶轮中的流动是一种复合运动，它可分解为圆周运动和相对运动。
两者的合成运动称为绝对运动。
圆周运动是指介质在叶轮作用下沿圆周方向的运动。
如图2-2a 所示，可以把介质看成固定在叶轮内的刚体，被叶轮牵连转动。
当叶轮的角速度为ω时，任意半径r 上的流体质点的圆周速度以u 表示，显然u ＝r ω。
相对运动是指介质相对于叶片的运动。
如图2-2b 所示，当介质为理想流体，而且在叶片无限多、无限薄的情况下，叶片间流道中的流体成为微小流束。
流体的每一质点只能沿着流道运动，其轨迹与叶片型线一致。
当然，在流道入、出口处的流体质点运动方向也与该处的叶片切线方向一致。
高一必修II第二章第三节离心现象
高一物理必修II第二章第三节离心现象一、离心现象产生的原因：当做圆周运动的物体，提供向心力的合力或时，物体就会做的运动。
这种现象称为离心现象。
二、离心现象的应用三、关于临界条件的讨论1、水平面上的圆周运动例题1、高速公路拐弯处，路面往往设计为外高内低。
设拐弯路段是半径为R的圆弧，公路最高限速为v，不计路面与车轮间垂直前进方向的摩擦力，路面的倾斜角应等于多少？练习7、质量为2吨的汽车在水平路面上作半径为40m的转弯，若车速为36km/h，所需向心力多大？若路面能提供的最大静摩擦力的值为车重的0.6倍。
那么，若仍以36km/h速度转弯，转弯半径不小于多少，汽车才能安全行驶？（g=10m/s2）练习8、内壁光滑的漏斗顶角为2θ，当漏斗以恒定角速度ω匀速转动时，一小球恰好处于漏斗壁某处相对漏斗静止，求小球与漏斗底端的距离。
练习9、如图半径为R洗衣桶，绕竖直轴OO’转动，a静止在圆通内壁上，它与筒的动摩擦因数为μ，要使a不下滑，则圆筒转动的角速度ω至少为多少？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）2、竖直面上的圆周运动例题2、质量为1.5kg的小球，用绳子系住在竖直平面内作圆周运动，绳长为1m，小球通过最高点的速度为4m/s（g=10m/s2），求：（1）在最高点时，绳的拉力（2）为使小球能通过最高点，在最高点的最小速率是多少？练习10、小球在半径为R的圆形轨道内作圆周运动，则小球恰好能通过最高点的线速度大小是多少？例题3、质量为0.1kg的小杯里盛有0.2kg的水，用绳子系住小杯在竖直平面内做匀速圆周运动，转动半径为1m，小杯通过最高点的速度为4m/s，（g=10m/s2），求：（1）最高点时，绳的拉力？（2）最高点时水对小杯底的压力？（3）为使小杯经过最高点时水不流出，在最高点的最小速率是多少？例题4、如图所示，杆长为L，杆的一端固定一质量为m的小球，球绕杆的另一端O在竖直平面内做圆周运动，试求：（1）小球在最高点的速度多大时，才能使杆对小球的作用力为零？（2）小球在最高点时杆对小球的作用力为拉力和支持力时，小球的速度分别为多大？（3）若m=0.5kg，L=0.5m，小球以v0=0.4m/s的速度绕O点转，在A、B两点时杆受的力多大？分别受什么力？（g=10m/s2）AB。
第二章 离心压缩机
σ =
（1） 叶轮叶道进口“1”截面气流参数计算
3014 × 0.405 × 7714 = 163.0m / s 60 60 z1 s1 22 × 3.5 = 1− = 0.889 τ1 = 1− πD1 sin β 1 A 3.14 × 405 × sin 33°
2 2
k − 1 c1 − c s 108.52 2 − 6.22 2 1 .4 − 1 ) = −5.751K (− (− )= kR 2 × 9.81 1.4 × 29.72 2g
验算 k v1 ：
5
k v1 = (1 +
∆T σ −1 5.751 2.87 −1 ) = (1 + ) = 0.9648 3.03 Ts
与假设相符。
T1 = Ts + ∆Ts = 303 − 5.751 = 297.25K w1 = c1 + u1 = 108.52 2 + 163.12 = 196.32m / s Mm = w1 196.32 = = 0.56 < 0.78 ~ 0.85 1.4 × 9.81 × 29.22 × 297.25 kgRT1 c1 108.52 = tan −1 = 33.56°冲角 u1 163.6
则叶片无限多时的理论能头 H T∞ =
µ
【2-2】 已知离心式空气压缩机的有效流量 G=6.95kg/s,漏气损失系数 β l = 0.013 ,轮阻损失系 数 β df = 0.03 。叶轮对单位质量气体作功 H T = 45895 J / kg 。试计算叶轮作功时消耗的理 论功率、漏气损失功率、轮阻损失功率、总功率及叶轮对单位质量有效气体的总耗功。 解：由式（2-2.11）求叶轮作功时消耗的总功率
粤教版高中物理必修二--第二章 2.3 离心现象及其应用--课件
3．(多选)做离心运动的物体，其速度变化情况是
()
A．速度的大小不变，方向改变
B．速度的大小改变，方向不变
C．速度的大小和方向可能都改变
D．速度的大小和方向可能都不变 解析：当物体所受合外力突然消失时，物体将沿所在位置
的切线方向做匀速直线运动，速度的大小、方向都不改变，
D 正确。当合力不足以提供所需向心力时，物体做一般曲
4．下列说法中错误的是( B ) A．提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干 B．转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开 圆心
D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹 Pc 做离心运动
解析：小球做匀速圆周运动时，有 F＝F 向。当拉力消失后 小球所受合力为零，故将沿切线 Pa 飞出，A 对；若拉力突 然变小，拉力不足以提供所需向心力，球将沿曲线 Pb 做离 心运动，B、D 错；若拉力突然变大，拉力大于所需向心力， 球将沿 Pc 做靠近圆心的运动，即近心运动，C 错。
C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失
时，它将沿切线做直线运动
D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失
时，它将做曲线运动
解析：离心运动是在合外力小于向心力的情况下产生的，离 心力根本就是不存在的，故 A 错误。当做匀速圆周运动的物 体所受的一切力都突然消失时，根据惯性，物体将沿切线方 向做直线运动，故 C 正确，B、D 错误。
第三节
离心现象及其应用
一、离心现象 1．概念 做圆周运动的物体，逐渐 远离 圆心的运动叫做离心现象。 2．产生条件
做圆周运动的物体，所受合力 突然消失 或 不足以 提供圆
周运动所需的向心力。
合外力与向心力的供求关系
当F合=F向时
第二章 离心泵与风机的基本理论
（3）克服液体流动时的阻力损失 hw=Σhf+Σhj， hf为沿程阻力损失， hj为局部阻力损失。 所以选样泵时所需要的扬程，至少为
p p H Hp hw g
若流体为气体，则选择风机时计算风机所需的最小全压p为：
p ( p p) ghw
二、运转中泵与风机所提供的扬程
p2 p1 v2 v1 H E2 E1 g 2g
2 2
p1 ( pamb pm ) 34350 Pa p2 ( pamb pB ) gh 329820 Pa 4 qv qv v 3(m / s ) v2 4.32 (m / s ) 1 2 D D ( p )2
q VT v2 r2 cos 2
根据动量矩方程 M qVT (v2 r2 cos 2 v1 r1 cos1 ) 理想情况下，叶轮旋转时传递给流体的功率与流体获得的能量 相同，即功率P不变。 P M gqVT HT 所以泵的扬程为
H T 1 1 (v2u2 cos 2 v1u1 cos1 ) (u2v2u u1v1u ) g g
p ( p2 pamb )
3、定义 通风机静压
2
2
通风机动压
通风机全压
v2 pd pd 2 2
v1 pst p2 ( p1 ) 2 2
p pst pd
例：某泵装置中，进口管路直径D＝150mm，其上真空表读 数 pm＝6.665×104Pa，出口管路直径Dp＝125mm，压力表 读数 p＝0.22MPa，压力表位置比真空表高1m，输送介质密 度ρ＝900kg/m3。已知泵流量qv＝0.053m3/s，试求泵的扬程。 解：泵的扬程H为：
第三节 离心泵与风机的基本方程式
第二章-圆周运动(离心运动及应用)
第二章圆周运动（离心现象及其应用）【知识讲解】1．离心现象：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆心的运动，这种现象称为离心现象．2．离心运动的实质——物体惯性的表现做匀速圆周运动的物体，由于本身有惯性，总是想沿着圆周切线方向运动，只是由于向心力作用，使它不能沿切线方向飞出，而被限制着沿圆周运动．如果提供向心力的合外力突然消失，物体由于本身的惯性，将沿着切线方向运动，这也是牛顿第一定律的必然结果．如果提供向心力的合外力减小，使它不足以将物体限制在圆周上，物体将做半径变大的圆周运动．此时，物体逐渐远离圆心，但“远离”不能理解为“背离”．做离心运动的物体并非沿半径方向飞出，而是运动半径越来越大 .3．离心运动的受力特点物体做离心运动并不是受到“离心力”作用(“离心力”实际上是不存在的)，而是提供的向心力太小或突然消失的缘故．4．理解离心运动的条件(1)向心力的作用效果是改变物体的运动方向，如果向心力突然消失，则物体的速度方向不再变化，由于惯性，物体将沿切线方向飞出去，它不是沿半径方向飞出．(2)如果提供的向心力太小，虽然物体的速度方向仍在变化，但变化较慢，因此物体会偏离原来的圆周而做离心运动，其轨迹为圆周和切线间的某一条曲线．5.离心运动轨迹的理解：分析物体是做圆周运动、离心运动还是向心运动，要看外界提供的向心力与物体做圆周运动所需要的向心力的关系．(1)当F＝mω2r时，物体做匀速圆周运动；(2)当F＝0时，物体沿切线方向飞出；(3)当F＜mω2r时，物体逐渐远离圆心；(4)当F＞mω2r时，物体逐渐靠近圆心．图2－3－2【例1】(双选)一个粗糙的水平转台以角速度ω匀速转动，转台上有一质量为m的物块恰能随转台一起转动而做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )A．若增大角速度ω，物块将沿切线方向飞出B．若增大角速度ω，物块将沿曲线逐渐远离圆心C．若减小角速度ω，物块将沿曲线逐渐靠近圆心D．若减小角速度ω，物块仍做匀速圆周运动触类旁通1．下列关于离心现象的说法正确的是()A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做背离圆心的圆周运动C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将沿切线方向做直线运动D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将沿切线方向做曲线运动知识点2：离心现象的应用与防止1．离心现象应用：利用离心运动制成的离心机械，如离心干燥器、洗衣机的脱水筒等.2．离心现象防止：在汽车和火车转弯处，为防止离心运动造成的危害，一是限定汽车和火车的转弯速度不能太大；二是把路面筑成外高内低的斜坡以增大向心力．在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的，如果转弯时速度过大，所需向心力F大于最大静摩擦力F max，汽车将做离心运动而造成交通事故．因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的速度．【例2】(双选)洗衣机的甩干桶在转动时有一衣物附着在桶壁上，此时( )A．衣服受到重力、桶壁的弹力和摩擦力B．衣服随桶壁做圆周运动的向心力是摩擦力C．桶壁的弹力随桶的转速的增大而增大D．桶壁对衣物的摩擦力随转速的增大而增大触类旁通2．(双选)为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以( )A．增大汽车转弯时的速度B．减小汽车转弯时的速度C．增大汽车与路面间的摩擦D．减小汽车与路面间的摩擦【易错易混】1.离心运动本质：（１）离心现象的本质是物体惯性的表现（２）离心运动是物体逐渐远离圆心的一种物理现象2.离心运动的特点：（1）做圆周运动的质点，当合外力消失时，它就以这一时刻的线速度沿切线方向飞去．（2）做离心运动的质点是做半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动，它不是沿半径方向飞出．（3）做离心运动的质点不存在所谓的“离心力”作用，因为没有任何物体提供这种力．【例3】下列关于离心现象的说法中，正确的是( )A．当物体所受到的离心力大于向心力时，产生离心现象B．做圆周运动的物体，当它所受的一切力突然消失后，物体才做离心运动C．离心运动就是物体背离圆心方向的运动D．离心运动是当物体做圆周运动时，所受到向心力不足以提供所需要的向心力而远离圆周轨道的运动触类旁通3．关于离心运动，下列说法中正确的是( )A．物体突然受到向心力的作用，将做离心运动B．物体突然受到离心力的作用，将做离心运动C．做匀速圆周运动的物体，只要向心力的数值发生变化就做离心运动D．做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或变小时将做离心运动【课堂训练】一、单项选择题1．做离心运动的物体，关于速度变化正确的是()A．速度大小可能不变，方向一定变化B．速度的大小和方向可能均不变C．速度的大小一定变化，方向可能不变D．速度的大小和方向一定变化2．小李为使雨伞上的雨滴甩掉，他让雨伞在水平方向上匀速旋转，下列说法正确的是( )A．当转速一定时，越靠近伞柄中央的雨滴越容易甩掉B．当转速一定时，越靠近雨伞边缘的雨滴越容易甩掉C．当转速一定时，不论是在雨伞边缘还是在伞中央的雨滴同样容易甩掉D．以上情况均有可能3．物体做离心运动时，它的加速度( )A．一定变为零B．可能变为零C．一定不变D．可能保持不变二、双项选择题4．对下列运动情况描述正确的是()A．若物体做匀速圆周运动时向心力突然消失，物体将沿切线方向直线飞出B．若物体做匀速圆周运动，物体的实际向心力F<mω2r时，物体将向圆心方向靠近，沿半径方向做直线运动C．若物体做匀速圆周运动，物体的实际向心力F>mω2r时，物体将向圆心方向靠近，做近心运动D．以上说法均不正确5．为了防止物体做离心运动而造成损失，下列哪些做法是正确的( )A．汽车转弯时要限定速度B．洗衣机转动给衣服脱水C．转速较高的砂轮半径不宜太大D．将砂糖熔化，在有孔的盒子中旋转制成“棉花糖”6．下列关于离心现象的说法中，正确的是( )A．当物体所受到的离心力大于向心力时，产生离心现象B．做圆周运动的物体，当它所受的一切力突然消失后，物体才做离心运动C．离心运动就是物体背离圆心方向的运动D．离心运动是当物体做圆周运动时，所受到向心力不足以提供所需要的向心力而远离圆周轨道的运动【课堂训练2】一、单项选择题1．(2011年佛山一中月考)如图所示，洗衣机脱水桶在转动时，衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来，则衣服( )A．受到四个力的作用B．所需的向心力由弹力提供C．所需的向心力由重力提供D．所需的向心力由静摩擦力提供2．物体做离心运动时，运动轨迹( )A．一定是直线B．一定是曲线C．可能是直线，也可能是曲线D．可能是一个圆3．长短不同的绳子能承受的最大拉力相等，各拴着一个质量相同的小球在光滑的平面上做匀速圆周运动，那么()A．当它们的线速度相同时，长绳易断B．当它们的角速度相同时，短绳易断C．当它们的角速度相同时，长绳易断D．无论怎样，都是短绳易断4．盛有质量为m的水的水桶以手臂为半径使之在竖直平面内做圆周运动，水随桶转到最高点需要的向心力为mω2R，则()A．当mω2R>mg时，水就洒出来B．当mω2R<mg时，水就洒出来C．当mω2R＝mg时，水就洒出来D．以上结论都不对5．坐在行驶的公共汽车内的乘客发生与离心运动有关的现象是( )A．乘客突然向前倾倒B．乘客突然向后倾倒C．乘客上下振动D．乘客因为汽车向左转弯而向右侧倾倒6．物体m用线通过光滑的水平板上的小孔与砝码M相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示，如果减小M的质量，则物体的轨道半径r、角速度ω变化情况是( )A．r不变，ω变小B．r增大，ω减小C．r减小，ω增大D．r减小，ω不变7．当汽车驶过凸形拱桥时，为使通过桥顶时汽车对桥的压力尽量小，司机应()A．以较小的速度过桥B．以较大的速度过桥，但不能太大C．以任何速度过桥D．使通过桥顶的向心加速度尽量小8．如图所示，小球从“离心轨道”上滑下，若小球经过A点时开始脱离圆环，则小球将做()A．自由落体运动B．平抛运动C．斜抛运动D．螺旋状的运动二、双项选择题9．下列现象是为了防止物体产生离心运动的有( )A．汽车转弯时要限制速度B．在修筑铁路时，转弯处的外轨高于内轨C．离心水泵工作时D．投掷链球时10．假定雨伞面完全水平，旋转时，其上一部分水滴被甩出来，下列关于伞面上水滴的受力和运动情况的说法中正确的是( )A．越靠近转轴的水滴，越难被甩出来B．水滴离开雨伞时是沿半径方向离心而去C．水滴离开雨伞后，对地的运动为平抛运动D．雨伞转得越快，水滴落地的时间就越长11．如图，以相同的材料做成的A、B、C三物体放在匀速转动的平台上，若都相对于平台静止，且m A∶m B∶m C＝2∶1∶1，r B＝r C＝2r A，则( )A．物体A的向心加速度最小B．物体C受到的摩擦力最小C．转速增大时，物体C比物体B先滑动D．转速增大时，物体B比物体A先滑动12．小球以水平速度v进入一个水平旋转的光滑的螺旋形轨道，轨道半径逐渐减小，则( )A．球的向心加速度不断增大B．球的角速度不断增大C．球对轨道的压力不断减小D．小球运动的周期不断增大13．一个粗糙的水平转台以角速度ω匀速转动，转台上有一质量为m的物块恰能随转台一起转动而做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )A．若增大角速度ω，物块将沿切线方向飞出B．若增大角速度ω，物块将沿曲线逐渐远离圆心C．若减小角速度ω，物块将沿曲线逐渐靠近圆心D．若减小角速度ω，物块仍做匀速圆周运动14．如图所示，质量为m的木块，从位于竖直平面内的圆弧形曲面上下滑，由于摩擦的作用，木块从a 到b的运动速率增大，b到c的速率恰好保持不变，c到d的速率减小，则( )A．木块在ab段加速度不为零，在bc段加速度为零B．木块在abc段过程中加速度均不为零C．木块在整个过程中所受的合外力一定指向圆心D．木块只有在bc段所受的合外力方向总是指向圆心的三、非选择题15．如果汽车的质量为m，水平弯道是一个半径为50 m的圆弧，汽车与地面间的最大静摩擦力为车重的0.2倍，欲使汽车转弯时不打滑，汽车在弯道处行驶的最大速度是多少？(g取10 m/s2)16．如图所示，细绳一端系着质量为M＝0.6 kg的物体，静止在水平面，另一端通过光滑小孔吊着质量m＝0.3 kg的物体，物体M的中点与孔的距离为0.2 m，并知物体M和水平面的最大静摩擦力为2 N，现使此平面绕中心轴线转动，问角速度ω在什么范围内物体m会处于静止状态？(g取10 m/s2)17．一根长60 cm的细绳，最多能承受100 N的拉力．用它吊起一质量为4 kg的物体，当物体摆动起来经过最低点时，绳子恰被拉断．问：(1)此时物体的速度多大？(2)若绳断时物体距地面0.8 m，则物体落地时的速度大小是多少？(g取10 m/s2)18．一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘的半径为R，甲、乙物体质量分别为M和m(M>m)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用一根长为l(l<R)的轻绳连在一起，如图所示．若将甲物体放在转轴上，甲、乙之间连线刚好沿半径方向被拉直，要使两物体与转盘间不发生相对滑动，则转盘旋转的角速度的最大值不得超过多少？(两物体均看做质点)19.现在有一种叫做“魔盘”的娱乐设施，如图2所示．“魔盘”转动慢时，盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被甩开，当盘的转速逐渐增大到一定值时，盘上的人开始向边缘滑去，离转动中心越远的人，这种滑动的趋势越厉害．设“魔盘”转速为6 r/min，一个体重为30 kg的小孩坐在距离轴心1 m处(盘半径大于1 m)随盘一起转动(没有滑动)．问：(1)这个小孩受到的向心力有多大？这个向心力是由什么力来提供的？(2)若“魔盘”转速很小，小孩会不会往“魔盘”中心滑去？(3)若坐在距离轴心1 m处的是一位体重为60 kg的成年人，他会不会随盘一起转动？20.如图所示，水平转盘上放有质量为m 的物块，当物块到转轴的距离为r 时，连接物块和转轴的绳子刚好被拉直(绳子上张力为零)，物块和转盘间的最大静摩擦力是其正压力的μ倍，求：(1)当转盘的角速度ω1＝ μg 2r时，细绳的拉力F 1. (2)当转盘的角速度ω2＝2μg r 时，细绳的拉力F 2.21．用一根细绳系着盛水的杯子，抡起绳子，让杯子在竖直面内做圆周运动．杯内水的质量m ＝0.5 kg ，绳长l ＝60 cm .求：(1)在最高点水不流出的最小速率．(2)水在最高点速率v ＝3 m /s 时，水对杯底的压力大小．。
化工原理第二章离心泵的工作原理教案
化工原理第二章离心泵的工作原理教案一、引言离心泵是化工工程中常用的一种流体输送设备，其工作原理是基于离心力的作用。
本教案将详细介绍离心泵的工作原理、结构特点、分类以及应用领域。
二、工作原理离心泵的工作原理是利用离心力将流体从泵的进口处吸入，并通过离心力的作用将流体加速，最后从泵的出口处排出。
其主要组成部分包括泵体、叶轮、轴、轴承和密封装置。
1. 泵体：泵体是离心泵的主要承载部分，通常由铸铁、不锈钢等材料制成。
泵体内部包含进口口和出口口，通过这两个口实现流体的进出。
2. 叶轮：叶轮是离心泵的核心部件，其形状类似于一个圆盘，有多个叶片。
当泵转动时，叶轮也会随之转动，通过叶轮的旋转将流体加速。
3. 轴：轴是连接叶轮和电机的部件，起到传递动力的作用。
轴通常由高强度的合金钢制成，能够承受较大的转矩和压力。
4. 轴承：轴承用于支撑轴的转动，减小摩擦力和能量损失。
常见的轴承类型包括滚动轴承和滑动轴承。
5. 密封装置：密封装置用于防止流体泄漏，常见的密封装置包括填料密封和机械密封。
离心泵的工作原理可以简单描述为：当电机启动时，通过轴传递动力给叶轮，叶轮开始旋转。
同时，泵体内的流体被叶轮的离心力吸入，并在叶轮的旋转下加速。
最后，流体从出口排出，完成一次循环。
三、结构特点离心泵具有以下结构特点：1. 结构简单：离心泵的结构相对简单，由少量的主要部件组成，易于制造和维修。
2. 流量大：离心泵的流量较大，适用于大型工程和工业生产中的流体输送。
3. 扬程高：离心泵的扬程较高，能够将流体输送到较远的距离。
4. 运行平稳：离心泵的运行平稳，噪音小，振动小。
5. 适应性强：离心泵适用于输送各种液体，包括清水、污水、化学药品等。
四、分类离心泵根据叶轮的进口方向和出口方向的关系，可分为以下几种类型：1. 横向离心泵：叶轮的进口和出口在同一水平面上，适用于流量较大的场合。
2. 竖向离心泵：叶轮的进口和出口在垂直方向上，适用于扬程较高的场合。
第二章离心泵
其一，启动前没灌泵，此时应停泵、灌泵，关闭出口阀后 再启动。 其二，吸入管路被堵塞，此情况下应疏通管路后灌泵，关 闭出口阀，然后启动泵。
3：扬程与升扬高度的区别？
答：扬程又称压头（H）：
是泵对单位重量（1N ）液体所提供的有效能J/N（m)；
升扬高度（△Z） ：
指泵上、下游两液面的垂直高度，它只是扬程中位能差一项。
气蚀: 是指液体在泵的最低压强处(叶轮入口)汽化形成气泡，又
在叶轮中因压强升高而溃灭，造成液体对泵设备的冲击，引起振 动和腐蚀的现象。
气缚
原因：泵启动前空气未排尽或运转中有空气漏入，使泵内流体平均密度下降， 导致叶轮进、出口压差减小。 后果：吸不上液体。 解决方法：离心泵工作时、尤其是启动时一定要保证液体连续的条件。可采 用设置底阀、启动前灌泵、使泵的安装位置低于吸入液面等措施。
2 1
答：将会，p1=8kPa＜ pv
12．离心泵的效率η和流量Q的关系为（ A.Q增大,η增大 ； C.Q增大,η减小；
B.Q增大,η先增大后减小 ; D.Q增大,η先减小后增大 。 ）。
√
）。
√A.Q增大，N增大；
13．离心泵的轴功率N和流量Q的关系为（
B.Q增大，N先增大后减小； D. Q增大，N先减小后增大 。
第二章 小结与练习
主要知识点: (离心泵)
①结构、工作原理;
②性能参数(H、Q、N、η)、特性曲线及影响特性曲线的因素； ③工作点的确定及流量调节; ④离心泵选择、安装和操作。 注意 “气蚀”与“气缚”现象的区别。
练习题
一、问答题 1、何谓离心泵的气缚与气蚀现象？
答：气缚:是指启动前没灌泵或吸入管路不严密，致使泵壳内被 气体占据，泵虽启动但因泵的入口不能造成足够的低压，从而不 能吸上液体。
临床检验仪器第二章离心机习题
第二章离心机一、名词解释1.离心现象：是指物体在离心场中表现的沉降运动现象。
2.沉降速度：在强大离心力作用下，单位时间内物质移动的距离。
3.RCF:相对离心力，在离心力场中，作用于颗粒的离心力相当于地球重力的倍数，单位是重力加速度“g”。
4.沉降系数：颗粒在单位离心力场作用下的沉降速度，其单位为秒。
5.K系数:描述在一个转子中，将粒子沉降下来的效率。
K系数与粒子转速及粒子沉降的路径有关，所以K系数是一个变数。
6.最大转速：离心机转头可达到的最大转速，单位是r/min。
7.最大离心力：离心机可产生的最大相对离心力场RCF，单位是g。
8.最大容量：离心机一次可分离样品的最大体积，通常表示为mxn。
m为一次可容纳的最多离心管数，n为一个离心管可容纳分离样品的最大体积，单位是ml。
9.调速范围：（转速设置范围）离心机转头转速可调整的范围。
10.温度控制范围：离心机工作时可控制的样品温度范围。
11.工作电压：一般指离心机电极工作所需的电压。
12.电源功率：通常指离心机电机的额定功率。
二、选择题【A型题】在五个选项中选出一个最符合题意的答案。
1.物体在离心力场中表现的沉降运动现象是指（B）A.向心现象B.离心现象C.离心力D.向心技术E.失重现象2.应用离心沉降进行物质的分析和分离的技术称为（C）A.向心现象B.离心现象C.离心技术D.向心技术E.失重现象3.实现离心技术的仪器是（B）A.电泳仪B.离心机C.色谱仪D.生化分析仪E.显微镜4.利用不同的粒子在离心力场中沉降的差别，在同一离心条件下，通过不断增加相对离心力，使一个非均匀混合液内大小、形状不同的粒子分布沉淀的离心方法是（A）A.差速离心法B.速率区带离心法C.等密度区带离心法D.高速离心法E.超速离心法5.在强大离心力作用下，单位时间内物质运动的距离称为（C）A.沉降运动B.重力沉降C.沉降速度D.离心技术E.向心力作用6.相对离心力是（A）A.在离心力场中，作用于颗粒的离心力相当于地球重力的倍数B.在离心力场中，作用于颗粒的地球重力相当于离心力的倍数C.在离心力场中，作用于颗粒的离心力与地球重力的乘积D.在离心力场中，作用于颗粒的离心力与地球重力的和E.在离心力场中，作用于颗粒的离心力与地球重力的差7.单位离心力场下的沉降速度是指（C）A.向心速度B.离心速度C.沉降系数D.上浮速度E.下沉速度8.利用样品中各组分的沉降系数不同而进行分离的方法称为（A）A.差速离心法B.等密度区带离心法C.超速离心法D.高速离心法E.沉降平衡离心法9.密度梯度离心法又称为（C）A.分离离心法B.组分分离法C.区带离心法D.低速离心法E.高速离心法10.差速离心法和速率区带离心法进行分离时主要是根据不同样品组分的（C）进行分离。
化工原理第二章离心泵的工作原理教案
化工原理第二章离心泵的工作原理教案标题：化工原理第二章离心泵的工作原理教案引言概述：离心泵是化工工程中常用的一种流体输送设备，其工作原理涉及流体动力学、力学、热力学等多个学科领域。
本文将详细阐述离心泵的工作原理，包括其结构、工作过程、性能参数等方面。
正文内容：1. 离心泵的结构1.1 叶轮：离心泵的核心部件，由叶片和轮盘构成，叶片的形状和数量会影响泵的性能。
1.2 泵壳：包围叶轮的外壳，起到导流和支撑作用。
1.3 进出口管道：连接泵壳和流体输送系统，实现流体的进出。
2. 离心泵的工作过程2.1 吸入阶段：当泵轴旋转时，叶轮将液体吸入泵壳内部。
2.2 加压阶段：叶轮的旋转使液体获得离心力，液体被迫向外部运动，增加了液体的压力。
2.3 排出阶段：液体通过出口管道被排出，完成一次工作循环。
3. 离心泵的性能参数3.1 流量：单位时间内通过泵的液体体积。
3.2 扬程：液体从进口到出口所需的总能量。
3.3 效率：泵的输出功率与输入功率之比。
3.4 NPSH（净正吸入高度）：液体在进口处的压力与液体饱和蒸汽压力之差。
3.5 叶轮直径：叶轮的直径与泵的性能和尺寸有关。
4. 离心泵的工作原理4.1 离心力：叶轮的旋转使液体获得离心力，将液体从中心向外部推动。
4.2 惯性力：液体在叶轮叶片上运动时，受到惯性力的作用，使液体获得离心力。
4.3 压力能转换：叶轮的形状和转速决定了液体的压力能转换效率。
5. 离心泵的应用领域5.1 化工工业：用于输送各种化工液体，如酸、碱、溶剂等。
5.2 石油工业：用于原油输送、炼油过程中的液体循环等。
5.3 污水处理：用于污水处理厂的水泵系统。
5.4 农业灌溉：用于农田灌溉系统。
5.5 建筑工程：用于建筑物供水系统、消防系统等。
总结：本文详细介绍了离心泵的工作原理，包括结构、工作过程、性能参数和应用领域等方面。
离心泵作为一种重要的流体输送设备，在化工、石油、污水处理、农业灌溉和建筑工程等领域具有广泛的应用前景。
高中物理必修二 第二章 第四节 离心现象及其应用
3.(多选)(2022·伊春铁力一中高一月考)如图所示，光滑水平面上，小球 m在拉力F作用下做匀速圆周运动.若小球运动到P点时，拉力F发生变化， 关于小球运动情况的说法正确的是
√A.若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动
B.若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动 C.若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做近心运动
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例1 关于离心运动，下列说法中正确的是 A.物体一直不受外力作用时，可能做离心运动 B.在外界提供的向心力突然变大时，原来做匀速圆周运动的物体将做离 心运动 C.只要向心力的数值发生变化，原来做匀速圆周运动的物体就将做离心 运动
√D.当外界提供的向心力突然消失或数值变小时，原来做匀速圆周运动的
物体将做离心运动
√B.摩托车所受外力的合力小于所需的向心力
C.摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去 D.摩托车将沿其半径方向沿直线滑去
摩托车受重力、地面支持力和地面的摩擦力作 用，没有受到离心力，A项错误； 摩托车正常转弯时可看作匀速圆周运动，所受 的合力等于向心力，如果向外滑动，说明合力小于所需的向心力，B 项正确； 摩托车将在线速度方向与沿半径向外的方向之间做离心曲线运动，C、 D项错误.
离心运动
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做离心运动的物体离圆心越来越远，A正确； 物体做离心运动时，运动轨迹可能是直线，也可能是曲线，但不是圆， B错误； 当物体的合外力突然消失或不足以提供所需向心力时，物体做离心运 动；当合外力大于所需向心力时，物体做近心运动，C、D错误.
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2.关于离心现象，下列说法正确的是 A.当物体所受到的离心力大于向心力时产生离心现象 B.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做背
第二章 泵与风机的基本理论
c1u = c1 cos α 1 c 2 u = c 2 cos α 2
（4） ）
欧拉方程II式 将（4）式代于（1）式后，得：欧拉方程 式 ）式代于（ ）式后，
H T∞
u 2 c 2 cos α 2 − u1c1 cos α 1 u 2 c 2 u − u1c1u = = g g
基本方程式的修正
c1u = c1conα 1
qt q 径向分速度： c1r = = A1 π D1b1ϕ 圆周速度： u1 =
π D1n
60
ϕ
• 式中 式中：
ϕ
——叶片厚度对断面影响系数。取 q ——理论流量（设计流量）。
=0.9~0.95。
• 叶轮上的速度：
w2
β
C2
α2 β2
C2
u2
α2
w2
C2r
β2
w1
β1A
第二章 离心式泵与风机的基本理论
一、叶轮中液体的流动情况
绝对速度c 相对速度w 牵连速度u 绝对速度角α 相对速度角β β1——进水角 β2——出水角
一、叶轮中液体的流动情况
绝对速度c 绝对速度角α 相对速度w 相对速度角β 牵连速度c β1——进水角 β2——出水角
• 一 . 泵叶轮进、出口速度三角形 泵叶轮进、 1 . 进出口速度三角形 c1=u1+w1
α1 β1
C2u
C1
u2
w1
u1
C1 1 β1 α
ω
u1
2. 叶轮出口速度三角形
C2=u2+w2
绝对速度： c = c + c
2 2 2 2r 2 2u
分速度： c2 r = c2 sin α 2
化工原理 第二章 离心泵
2016/9/28
2、离心泵的工作原理
（1）叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间的流体做 功，流体受离心力的作用，由叶轮中心被抛向外围 。当流体到达叶轮外周时 ，流速非常高（ 15 ～ 25 m/s)，使流体获得动能。 （2）泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体，这些液体 在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向流动，使流 体的动能转化为静压能。
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离心泵气缚现象.swf
气缚现象.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱvi
2016/9/28
二、离心泵的主要部件和构造
1、叶轮 （1）叶轮的作用 将电动机的机械能传给液体,使液体的静压能和动 能都有所提高。
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（2）叶轮的分类
闭式叶轮 叶片的内侧带有前后盖板，适于输
送干净流体，效率较高； 根据结构
3、离心泵的效率
离心泵输送液体时，通过电机的叶轮将电机的能量传给 液体。在这个过程中，不可避免的会有能量损失，也就是说 泵轴转动所做的功不能全部都为液体所获得，通常用效率η 来反映能量损失。这些能量损失包括：
①容积损失
②水力损失 ③机械损失 泵的效率反应了这三项能量损失的总和，又称为总效率。与 泵的大小、类型、制造精密程度和所输送液体的性质有关 。
（3）叶轮直径
某一尺寸的叶轮外周经过切削而使 D2变小，若切削使直径 D2减小的幅度在20%以内，效率可视为不变，并且切削前、
后叶轮出口的截面积也可认为大致相等, 此时有：
qV 2 D2 H 2 D2 P2 D2 ； ； ——切割定律 qV 1 D1 H 1 D1 P1 D1
式中：D ——叶轮的直径
2
3
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六、离心泵的工作点与流量调节
离心现象及其应用教学教案
离心现象及其应用教学教案第一章：离心现象的引入1.1 教学目标了解离心现象的定义和产生条件掌握离心现象在日常生活中和工业中的应用培养学生的观察能力和思考能力1.2 教学内容离心现象的定义和产生条件离心现象在日常生活中的应用实例离心现象在工业中的应用实例1.3 教学方法采用问题导入法，引导学生思考离心现象的产生原因和应用场景通过图片和视频资料，展示离心现象在日常生活中的应用实例通过案例分析，让学生了解离心现象在工业中的应用实例1.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象的定义和产生条件的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心现象应用的思考和发现第二章：离心现象的原理2.1 教学目标掌握离心现象的原理和数学描述理解离心力与向心力的关系培养学生的数学思维能力2.2 教学内容离心现象的原理和数学描述离心力与向心力的关系离心现象的数学计算方法2.3 教学方法通过示例和数学推导，让学生理解离心现象的原理和数学描述采用问题解决法，引导学生思考离心力与向心力的关系通过练习题，巩固学生对离心现象数学计算方法的理解2.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象原理和数学描述的理解程度习题练习，评估学生对离心力与向心力的关系的掌握程度第三章：离心现象在日常生活中的应用3.1 教学目标了解离心现象在日常生活中的应用实例掌握离心泵、洗衣机和果汁机等设备的原理和工作方式培养学生的实际应用能力3.2 教学内容离心泵的原理和工作方式洗衣机的离心干燥原理果汁机的离心分离原理3.3 教学方法通过图片和实物展示，让学生了解离心现象在日常生活中的应用实例采用案例分析法，引导学生理解离心泵、洗衣机和果汁机等设备的原理和工作方式进行小实验，让学生亲身体验离心现象的应用3.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象在日常生活中应用实例的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心泵、洗衣机和果汁机等设备原理和工作方式的认识第四章：离心现象在工业中的应用4.1 教学目标了解离心现象在工业中的应用实例掌握离心分离、离心压缩和离心干燥等工艺原理培养学生的工业应用能力4.2 教学内容离心分离的原理和应用离心压缩的原理和应用离心干燥的原理和应用4.3 教学方法通过图片和视频资料，展示离心现象在工业中的应用实例采用案例分析法，引导学生理解离心分离、离心压缩和离心干燥等工艺原理进行小实验，让学生亲身体验离心现象在工业中的应用4.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象在工业中应用实例的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心分离、离心压缩和离心干燥等工艺原理和应用的认识第五章：离心现象的综合应用5.1 教学目标了解离心现象在不同领域的综合应用掌握离心现象在不同行业中的具体应用实例培养学生的综合应用能力5.2 教学内容离心现象在交通工程中的应用离心现象在环境工程中的应用离心现象在生物工程中的应用5.3 教学方法通过图片和视频资料，展示离心现象在不同领域的综合应用实例采用案例分析法，引导学生理解离心现象在不同行业中的具体应用实例进行小组讨论，让学生分享自己对离心现象综合应用的认识和思考5.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象在不同领域综合应用实例的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心现象在不同行业中具体应用实例的认识第六章：离心现象在航天工程中的应用6.1 教学目标了解离心现象在航天工程中的重要应用掌握离心训练、离心模拟等关键技术培养学生的创新意识和科学精神6.2 教学内容离心现象在航天工程中的应用实例离心训练的原理和应用离心模拟在航天器设计中的作用6.3 教学方法通过图片和视频资料，展示离心现象在航天工程中的应用实例采用案例分析法，引导学生理解离心训练、离心模拟等关键技术进行小组讨论，让学生分享自己对离心现象在航天工程中应用的认识和思考6.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象在航天工程中应用实例的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心训练、离心模拟等关键技术的认识第七章：离心现象在医疗领域的应用7.1 教学目标了解离心现象在医疗领域的重要应用掌握离心分离、离心诊断等关键技术培养学生的关爱生命、关注健康的意识7.2 教学内容离心现象在医疗领域中的应用实例离心分离在血液学中的应用离心诊断在临床检验中的作用7.3 教学方法通过图片和视频资料，展示离心现象在医疗领域中的应用实例采用案例分析法，引导学生理解离心分离、离心诊断等关键技术进行小组讨论，让学生分享自己对离心现象在医疗领域中应用的认识和思考7.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象在医疗领域中应用实例的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心分离、离心诊断等关键技术的认识第八章：离心现象在材料科学中的应用8.1 教学目标了解离心现象在材料科学中的重要应用掌握离心力对材料结构和性能的影响培养学生的创新意识和实践能力8.2 教学内容离心现象在材料科学中的应用实例离心力对材料结构和性能的影响离心技术在材料制备和处理中的应用8.3 教学方法通过图片和视频资料，展示离心现象在材料科学中的应用实例采用案例分析法，引导学生理解离心力对材料结构和性能的影响进行小组讨论，让学生分享自己对离心现象在材料科学中应用的认识和思考8.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象在材料科学中应用实例的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心力对材料结构和性能的影响的认识第九章：离心现象在环境保护中的应用9.1 教学目标了解离心现象在环境保护中的重要应用掌握离心分离、离心净化等关键技术培养学生的环保意识和可持续发展观念9.2 教学内容离心现象在环境保护中的应用实例离心分离在废水处理中的应用离心净化在空气污染控制中的作用9.3 教学方法通过图片和视频资料，展示离心现象在环境保护中的应用实例采用案例分析法，引导学生理解离心分离、离心净化等关键技术进行小组讨论，让学生分享自己对离心现象在环境保护中应用的认识和思考9.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象在环境保护中应用实例的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心分离、离心净化等关键技术的认识第十章：离心现象的拓展研究10.1 教学目标了解离心现象在其他领域的拓展应用掌握离心现象在其他领域的具体应用实例培养学生的创新意识和科学精神10.2 教学内容离心现象在其他领域的拓展应用实例离心现象在其他领域的具体应用技术离心现象在未来的发展趋势10.3 教学方法通过图片和视频资料，展示离心现象在其他领域的拓展应用实例采用案例分析法，引导学生理解离心现象在其他领域的具体应用技术进行小组讨论，让学生分享自己对离心现象在其他领域中应用的认识和思考10.4 教学评估课堂问答，检查学生对离心现象在其他领域拓展应用实例的理解程度小组讨论，让学生分享自己对离心现象在其他领域具体应用技术的认识重点和难点解析第一章：离心现象的引入重点和难点解析：离心现象的定义和产生条件是本章节的核心内容，需要通过实例和实际操作来帮助学生理解。
临床检验仪器第二章离心机习题
临床检验仪器第二章离心机习题第二章离心机一、名词解释1.离心现象：是指物体在离心场中表现的沉降运动现象。
2.沉降速度：在强大离心力作用下，单位时间内物质移动的距离。
3.RCF:相对离心力，在离心力场中，作用于颗粒的离心力相当于地球重力的倍数，单位是重力加速度“g”。
4.沉降系数：颗粒在单位离心力场作用下的沉降速度，其单位为秒。
5.K系数:描述在一个转子中，将粒子沉降下来的效率。
K系数与粒子转速及粒子沉降的路径有关，所以K系数是一个变数。
6.最大转速：离心机转头可达到的最大转速，单位是r/min。
7.最大离心力：离心机可产生的最大相对离心力场RCF，单位是g。
8.最大容量：离心机一次可分离样品的最大体积，通常表示为mxn。
m为一次可容纳的最多离心管数，n为一个离心管可容纳分离样品的最大体积，单位是ml。
9.调速范围：（转速设置范围）离心机转头转速可调整的范围。
10.温度控制范围：离心机工作时可控制的样品温度范围。
11.工作电压：一般指离心机电极工作所需的电压。
12.电源功率：通常指离心机电机的额定功率。
二、选择题【A型题】在五个选项中选出一个最符合题意的答案。
1.物体在离心力场中表现的沉降运动现象是指（B）A.向心现象B.离心现象C.离心力D.向心技术E.失重现象2.应用离心沉降进行物质的分析和分离的技术称为（C）A.向心现象B.离心现象C.离心技术D.向心技术E.失重现象3.实现离心技术的仪器是（B）A.电泳仪B.离心机C.色谱仪D.生化分析仪E.显微镜4.利用不同的粒子在离心力场中沉降的差别，在同一离心条件下，通过不断增加相对离心力，使一个非均匀混合液内大小、形状不同的粒子分布沉淀的离心方法是（A）A.差速离心法B.速率区带离心法C.等密度区带离心法D.高速离心法E.超速离心法5.在强大离心力作用下，单位时间内物质运动的距离称为（C）A.沉降运动B.重力沉降C.沉降速度D.离心技术E.向心力作用6.相对离心力是（A）A.在离心力场中，作用于颗粒的离心力相当于地球重力的倍数B.在离心力场中，作用于颗粒的地球重力相当于离心力的倍数C.在离心力场中，作用于颗粒的离心力与地球重力的乘积D.在离心力场中，作用于颗粒的离心力与地球重力的和E.在离心力场中，作用于颗粒的离心力与地球重力的差7.单位离心力场下的沉降速度是指（C）A.向心速度B.离心速度C.沉降系数D.上浮速度E.下沉速度8.利用样品中各组分的沉降系数不同而进行分离的方法称为（A）A.差速离心法B.等密度区带离心法C.超速离心法D.高速离心法E.沉降平衡离心法9.密度梯度离心法又称为（C）A.分离离心法B.组分分离法C.区带离心法D.低速离心法E.高速离心法10.差速离心法和速率区带离心法进行分离时主要是根据不同样品组分的（C）进行分离。
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第二章离心离心是最重要的分离技术之一，是完全的物理方法分离技术，它既不使样品受到污染，也不易使样品变性，所以是一种较为理想的分离方法。
第一节离心技术的基本原理与设备一、沉降原理悬浮液中的颗粒在重力场中的沉降速度，受沉降过程中的摩擦力F1与浮力F2（等于重力）的双重作用， F1=6πηrpdr/dt （即受到的阻力）F2=(ρp -ρm)V*g （重力）η（衣塔）:介质的黏度rp：颗粒半径dr/dt：沉降速率ρp ，ρm：分别是颗粒和介质的密度V：颗粒体积g:重力加速度（不同场所有别）当颗粒匀速沉降时，F1=F2，即6πηrpdr/dt= (ρp -ρm)V*g∵球形颗粒的体积V=4/3∙πrp 3∴6πηrpdr/dt=4/3∙πrp3(ρp -ρm)gdr/dt=2rp2(ρp -ρm)g/9η当沉降是在强大的离心力场中进行时，颗粒沉降的离心加速度ω2r比重力加速度g大得多，此时沉降速度(由离心加速度ω2r的方向和大小所决定)：即dr/dt=2 rp2(ρp -ρm)ω2r /9η，当颗粒与介质的性质确定之后，沉降速度主要取决于离心加速度ω2r的大小，即与离心机转速和颗粒离转轴中心的距离有关。
一般以相对离心力（与所受重力的比值）表示颗粒在离心力场中所受到的离心力：RCF= F离/F重=ω2r/g (因为F离=ω2rm ；F重=mg)。
角速度ω不便测量，它与离心机每分钟转数(rpm)有如下关系：ω= 2πrpm/60=πrpm/30（弧度/秒）所以:RCF=(πrpm/30)2r/g=π2rpm2r/900g=1.119×10-5rpm2r（因为g=9.8m/s2=980cm/s2）（π=3.14159，π2/900g=1.119×10-5）RCF的大小以重力加速度g的倍数表示。
所以知道了离心机的每分钟转数和转头半径即可计算相对离心力（RCF）。
也可由RCF和r求出所需rpm。
离心机转头说明书上一般标明半径大小（最大r与最小r），不予说明时一般指平均离心力。
只说明每分转数是不明确的，RCF=1,r=10cm时，rpm=94.5转/分，即离心半径为10厘米，每分钟94.5转的转速所产生的离心力即相当于物体受到的重力。
讨论：颗粒匀速沉降只是假设①无法保证离心力与阻力相等，因为受到离心力的作用，应进行匀加速运动，②物体受到一定的力作用，将进行匀加速运动，物体受到外力作用时，会改变物体的运动状态，产生加速度，只有不受外力作用时，静止的物体则会一直静止，运动的物体，则会做匀速直线运动。
实际远比这要复杂！肯定产生加速度的。
只是简化研究而已。
二、沉降系数Sdr/dt=2 rp2(ρp -ρm)g/9η：重力作用下的自然沉降离心时颗粒、介质均固定为常量，沉降速度只与ω2r有关，故可写成：dr/dt=S*ω2r S= dr/dt/ω2r是单位离心加速度下的沉降速度，称为沉降系数。
单位应为秒(根据概念为cm.s-1/cm.s-2=s,因为离心加速度一般很大，所得值很小，所以一般以10-13秒为单位，称斯维伯格单位)。
1S=10-13秒可用来描述生物大分子，亚细胞结构的大小，如16SRNA、28SRNA、80S核糖体等（同密度下，颗粒越大，沉降速度越快），测定如下：S=ln（r2/r1）/[ω2*（t2-t1）]=2.303*lg（r2/r1）/[ω2*（t2-t1）] ω=2π*rpm/60=2.1*100* lg（r2/r1）/[（rpm）2*（t2-t1）] 得到的单位是秒。
注：t2-t1是消逝时间（秒）r 1，r2是离心起始和终了时颗粒与转轴中心的距离rpm是每分钟转数亦可根据S=dr/dt/ω2r 直接用分析型超速离心机测定(因为dr/dt可测知，按平均速度计；r用离心过的平均半径，ω2r离心机及转子可提供)。
三、离心设备1.离心机按转速高低可分为三种类型：①低速离心机2000-6000rpm，最大离心力为6000g。
一般只有驱动和速度控制系统。
②高速离心机10000-25000rpm，最大离心力达60000g。
一般备有冷却装置，有的还有真空系统。
一般配有角度转头、水平转头、垂直转头等。
③超速离心机转速在40000转/分钟以上，最大离心力可达600000g。
可分为分析型、制备型和分析——制备型。
分离主要用制备型的。
超速离心机主要有三大系统：驱动和速度控制系统、温度控制系统和真空系统。
一般都配有多种不同容量和性能的转头（1.5ml*24，50ml*8,50ml*10,500ml*4），可供选择，有微处理机可按使用者编定的程序重复运转而无差错。
RCF、离心速度、时间及ω2r均由电脑自动计算和显示。
2.转头（转子）：离心机的转头一般有角度转头、垂直转头和水平转头三种，①角度转头：最常用。
是离心管腔与转轴中心所成角度在14-40度之间。
角度转头一般用于样品的差速离心，从大容量的样品中收集或去掉沉淀。
②垂直转头：垂直转头是离心管腔与转轴中心所成角度0度而与水平面垂直。
可用于差速离心（距离小快）和等密度梯度离心（自生密度梯度）。
③水平转头：由转头和吊桶（篮）两部分组成，离心前吊桶处于与水平面垂直位置，加速后被甩成水平位置，因为它有长距离的特点，所以产生的液体对流比角度转头和垂直转头要少的多，因此很适合于密度梯度离心。
注意事项：1.每个转头都有一定的使用限度，即运转次数和运转时间。
达到限度(运转时间)后，再使用它其最大额定速度应降低10% ，二次超限使用时应再降低10% ，所以每个转头必须单独建档，记录使用时间和使用次数。
一般每年减10%，直到60%为止。
我们生化室的为4年。
2.最大额定转速是有条件的，若条件不符，应按下式计算：最大允许转速=最大额定转速*SQRT（WA/WB）注：WA是指注满了比重为1.2溶液的塑料离心管重量+硬铝帽的重量，WB是操作时所用离心管重量+管帽重量+样品溶液重量。
离心管或样品液重，则最大允许转速就小。
3.离心管及其管帽：是转头的重要附件，按质地可分为：玻璃、塑料和不锈钢。
管口有螺口和光口两类。
玻璃离心管：只能用于低速离心。
除水平转头外，角度转头和垂直转头中所用的离心管离心时都要加盖管帽，作用有二：①防止样品液外溢造成腐蚀或污染离心腔；②防止离心管变形。
第二节制备超离心方法制备超离心技术主要包括：差速离心法和密度梯度离心法一、差速离心法差速离心法又叫分级离心法：为了分出某一组分，需要进行一系列离心，先选择一个离心速度和离心时间，把大部分不需要的大的颗粒沉降去掉，再把上清液用更高的速度离心，把需要的粒子沉降下来。
再用更高的离心速度离心上清液，沉降需要的更小的粒子。
用相同的介质把沉淀悬浮起来，再用较低的速度离心即可去掉沉淀中混杂的较小粒子。
是基于各种粒子的沉降速度不同对其进行分离的。
操作较简单。
但有如下缺点：⑴要得到某一组分，需要时间长，效率低。
⑵一次只能得到沉降最快的组分。
⑶颗粒大小相差过小时，难于用此法分离。
二、密度梯度离心将样品粒子在一个密度梯度介质中离心，此介质由一合适的小分子及其溶剂组成，离心时，离轴心越远介质的密度越大。
比差速离心法分辨力高，可同时分离样品中的几个或全部组分。
按操作方法的不同，又可分为：㈠速率区带离心：样品的最大密度大于介质的最大密度，因样品中的各组分沉降速率不同，被分离成一系列的样品区带，所以称速率区带离心。
这里密度梯度介质的作用是：⒈支撑样品溶液，⒉防止离心中产生的对流对已形成区带的破坏作用（下面密度大的介质不会上浮）。
但密度梯度介质的最大密度不能超过粒子的最大密度。
否则不能有效分离，所以离心时间不能过长，否则各组分都将沉降下来。
同时此法因样品容量的限制，故不适于大量制备实验。
此种分离主要取决于粒子之间所受离心力与摩擦阻力的差异。
㈡等密度梯度离心：介质的密度梯度范围包括待分离的样品中所有颗粒的密度。
各粒子移动到与其密度相等的地方即形成区带所以叫等密度梯度离心。
此种分离主要取决于粒子之间的密度差。
梯度介质可用均一介质，在离心时自动形成（自生梯度如用铯盐或铷盐）亦可预先制备如，蔗糖密度梯度离心。
速率区带离心与等密度梯度离心的区别：⑴依据的原理不同：各粒子的沉降速度和密度。
⑵介质的梯度范围不同：前者介质的最大密度小于各粒子的最大密度；后者介质的最大密度大于各粒子的最大密度。
⑶时间效应不同：时间过长，前者各粒子都将沉降到管底，后者将使各粒子形成更清晰的区带。
二者常常结合起来应用，用一定的密度梯度介质，使部分组分沉降到管底，另一部分组分停留在它的等密度区。
第三节超离心技术在生化研究中的应用一、沉降系数的测定1.分析型超速离心机测定沉降系数根据：s=dr/dt/(ω2r) 计算而得。
r取均值，dr是离心终了时的离心半径与开始离心时的离心半径之差，dt为时间差，ω可由ω=πrpm/30 计算而得。
ω2r 分析型超速离心机可提供（直接显示）。
单位是秒！2.制备型超速离心机测定沉降系数离心半径越来越大。
⑴参比法：在一个线形梯度溶液中（如，5％—20％的线性蔗糖梯度溶液或10％—30％的线性梯度甘油溶液）离心粒子将以恒速沉降。
沉降的距离与它的沉降系数成正比，将未知样品与某一标准大分子（同类物质）在同一离心管或同一转头的不同离心管中进行同步离心，根据S样/L样=S标/L标求出：S样= S标*L样/L标 S：沉降系数 L：沉降距离⑵直接法：颗粒的沉降速度只与它的沉降系数和转头速度平方成正比，即dr=α*S20,W*ω2t (校正溶剂为水，温度20℃时的沉降系数s20·w可按此计算)α：转头的比例常数，可根据转头查表获得。
由此可计算沉降系数S20，W二、细胞器分离1.线粒体分离：一般用差速离心法进行分离，先用较低的速度与时间去除碎片，如，马铃薯线粒体，滤液经4000g离心3分钟，弃去沉淀，上清液再经39000g 离心5分钟即得线粒体(沉淀)。
要防止线粒体胀破与失去功能：⑴维持一定的渗透压；⑵加入螯合剂或巯基化合物以降低或除去酚类化合物的毒害；⑶加入1mg/ml的牛血清白蛋白（BSA）抵抗游离脂肪酸及其他脂类物质的毒害；⑷用一缓冲系统，维持一定的pH值；⑸没有统一的标准方案，不同材料要摸索。
2.叶绿体分离：也是用差速离心法分离，但要注意：⑴要低温。
⑵等渗防破裂、防氧化。
如，菠菜叶绿体：冰浴上匀浆——6层纱布过滤,滤液在4℃，300g下离心30秒，除去完整细胞、细胞核以及石英砂等。
上清液转移到另一离心管中，在4℃，1500g下离心2分钟，即得叶绿体沉淀。
用制备液悬浮沉淀。
即可测定或使用。
叶绿体制备液：山梨糖醇 0.33M；MgCl21mM；K2HPO40.5mM；Hepes(4-羟乙基哌嗪乙磺酸) 50mM(生物缓冲剂)；EDTA 2mM；异抗坏血酸 2mM；Na4P2O75mM.用1 M NaOH调至pH7.6 （Na4P2O7：焦磷酸钠，用途：在食品工业中作为食品品质改良剂，pH调节剂，金属离子螯合剂，乳化分散剂、粘合剂等，主要用于肉类及水产加工，可提高持水性，保持肉质鲜嫩，稳定天然色素，防止脂肪腐败，另外，也用于C、乳酪制造等。