نیروی سانتریفیوژ چیست؟ تعریف و تاریخچه و کاربرد

نیروی گریز از مرکز چیست؟?

نیروی گریز از مرکز یک نیروی مجازی، یک نیروی اینرسی است که یک جسم در حال چرخش را از مرکز چرخش خود دور می کند. نیروی گریز از مرکز در دو شرایط تولید می شود، از درهم تنیدگی نیروی اینرسی حرکت جسم و نیروی اتصال مرکزی ایجاد می شود و ماده ای که از نیروی اتصال مرکزی خارج است سانتریفیوژ می شود. و نیرویی که نیروی اتصال را ایجاد می کند، نیروی مرکزگرا می نامیم.

وقتی صحبت از توصیف نیروهای مجازی می شود، حتی کلمات ساده نیز می توانند نامفهوم به نظر برسند. در واقع، نیروهای گریز از مرکز و گریز از مرکز وجود دارند و با یکدیگر تعامل دارند. اگر نیروی گریز از مرکز کمتر یا مساوی با نیروی گریز از مرکز باشد، جسم حول مرکز چرخش خود حرکت می کند و برعکس، جسم تمایل دارد از مرکز چرخش دور شود.

نیروی گریز از مرکز کجا وجود دارد؟

اولین جایی که نیروی گریز از مرکز قابل تشخیص بود و مربوط به وجود انسان بود در حرکت ستارگان (سیستم های ماهواره ای) بود. کشش گرانشی بسیار زیاد ستارگان نیروی اتصال عظیمی بر سیارات وارد می کند که باعث می شود سیارات به دور ستاره ها بچرخند. و نیروی اتصال اعمال شده توسط ستارگان بر روی سیارات ثابت است (حداقل در بعد انسانی زمان درک شده)، به طوری که سیارات در مدارهای مداری تقریباً ثابتی به دور ستاره ها می چرخند - منشأ مفهوم 'سال' '. منشاء مفهوم 'سال'.

و شاید اولین صحنه در تاریخ ثبت شده بشر که در آن نیروی گریز از مرکز کشف و اعمال شد، در فواره های پادشاهی بابل باستان بود - اگر آنها از اصل پمپ گریز از مرکز استفاده می کردند. مفهوم فواره در باغ‌های آسمانی وجود داشت که توسط تمدن بابلی باستان در بابل (یا به قول آن نینوا) در قرن ششم قبل از میلاد ایجاد شد. فواره ترکیبی از آب یا مایع دیگر تحت فشار است که از طریق یک نازل با شکل خاصی پاشیده می شود. فواره‌های مدرن معمولاً توسط پمپ‌های گریز از مرکز ساخته می‌شوند تا به جریان آب فشار وارد کنند و به همراه نازل شکل خاصی ایجاد کنند تا انواع آبنماهای زیبا را تشکیل دهند. شاید طراحان باغ آسمان بابل باستانی وجود نیروی گریز از مرکز را در زندگی روزمره خود کشف کرده و سپس چشمه های آب گرم زیبایی را طراحی کردند. یا شاید این فقط یک آرزو از طرف ما باشد.

اولین سابقه در چین از استفاده فعالانه از نیروی گریز از مرکز در زندگی خود در حدود آغاز قرن سوم پس از میلاد است. در زمان سلسله‌های وی و جین در چین بود، زمانی که زنبورها به طور آگاهانه به داخل ظروف چوبی برای تولید مثل کشیده می‌شدند و عسل برای پردازش یا لذت بردن با بستن یک نخ و تکان دادن کوزه از کندو خارج می‌شد. این روش که به راحتی به عسل آسیب نمی رساند نسل به نسل منتقل شده و به روش فعلی عسل تکان داده شده است. علاوه بر تکان دادن عسل و فواره ها، بخش های زیادی از زندگی ما وجود دارد که به نیروی گریز از مرکز مربوط می شود. به عنوان مثال، ماشین‌های آب نبات پنبه در ایستگاه‌های کنار جاده، چرخاندن چتر برای خلاص شدن از شر آب باران در یک روز بارانی، و چرخاندن چکش و تاب در زمین‌های بازی. ...... نیروی گریز از مرکز در همه جای زندگی ما وجود دارد.

-دامداری

دامپروری اولیه فاقد ابزارهای مدیریتی مؤثر در هنگام چرا بود، چرا که چراگاه‌ها طنابی را می‌بندند تا شبیه یک سگک طناب زنده به نظر برسد و سپس آن را بیرون می‌اندازند تا روی گردن یا پاهای حیواناتی مانند گاو و بز بگذارند و پس از چند بار دور زدن برای رسیدن به این هدف، آن را بیرون می‌اندازند. تأثیر کنترل گله های ولگرد یا دیوانه شدن حیوانات. و این کمند در میدان نبرد نیز برای کنترل دشمن اعمال می شد. این کاربرد شاید گسترده ترین استفاده از نیروی گریز از مرکز باشد - حتی اگر در ابتدا مردم نمی دانستند نیروی گریز از مرکز چیست.

-ماشین سازی

با پیشرفت سریع فیزیک و علوم طبیعی، صنعت به سرعت پیشرفت کرد و اولین انقلاب صنعتی قرن هجدهم تعدادی طرح صنعتی عالی مدرن را تولید کرد که برخی از آنها امروزه نیز مورد استفاده قرار می گیرند - پمپ گریز از مرکز یکی از این طرح های مبتکرانه است. در سال 1689 مفهوم پمپ گریز از مرکز توسط مهندس فرانسوی پاپین مشاهده شد که در سال 1705 اولین پمپ گریز از مرکز را با پروانه چند پره و محفظه کرم ساخت. در سال 1689 مهندس فرانسوی پاپن مفهوم پمپ گریز از مرکز را پیشنهاد کرد و در سال 1705 اولین کاربرد پروانه چند پره و بدنه حلزونی شکل پمپ مایع را انجام داد، این بدنه ساده پمپ نمونه اولیه پمپ گریز از مرکز شد. نسل های بعدی در سال 1754، ریاضیدان سوئیسی، اویلر، معادله اولیه هیدرومکانیک پروانه ای را مطرح کرد و پایه و اساس طراحی نظری پمپ های گریز از مرکز را گذاشت. اگرچه به دلیل عدم وجود منبع تغذیه ایده آل، برتری پمپ های گریز از مرکز تنها در پایان قرن نوزدهم محقق شد.

امروزه پمپ های گریز از مرکز پس از قرن ها توسعه در سطوح مختلف با کاربردهای رنگارنگ در صنعت، کشاورزی، صنعت هسته ای و حتی پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند.

چشم اندازهای آینده برای کاربردهای گریز از مرکز

با توسعه تمدن، تحقیقات علمی بشر راه طولانی را از عالم صغیر تا اکتشاف فضای بیرونی پیموده است. از پمپ های گریز از مرکز دارای باربر آهنربای دائمی که در صنعت پزشکی استفاده می شود تا حرکت دایره ای ایستگاه فضایی در اطراف زمین، اعمال نیروی گریز از مرکز ضروری است. چنین توسعه طولانی و بهبود سیستم علمی مدرن و توسعه سریع علم مواد را نمی توان پیوند داد. شاید در آینده‌ای دور، نظریه نیروی گریز از مرکز را بتوان با فناوری مدرن‌تر ترکیب کرد تا طرح‌های مبتکرانه‌تر و معنادارتری برای بهبود زندگی ما و همراهی تمدن بشری تولید کند.