Vad är Centrifuge Force? Definition & Historia & Tillämpning

Vad är Centrifugalkraft?

Centrifugalkraft är en virtuell kraft, en tröghetskraft, som flyttar ett roterande föremål bort från dess rotationscentrum. Centrifugalkraften alstras under två förhållanden, den produceras genom sammanflätningen av föremålets tröghetsrörelsekraft och den centrala bindande kraften, och den materia som är fri från den centrala bindningskraften centrifugeras bort. Och kraften som producerar den bindande kraften kallar vi centripetalkraft.

Även enkla ord kan verka obegripliga när det kommer till beskrivningen av virtuella krafter. Faktum är att centrifugal- och centripetalkrafter existerar och samverkar med varandra; om centrifugalkraften är mindre än eller lika med centripetalkraften, så rör sig föremålet runt dess rotationscentrum, och omvänt tenderar föremålet att röra sig bort från rotationscentrumet.

Var finns centrifugalkraften?

Den tidigaste platsen där centrifugalkraften var detekterbar och relevant för människans existens var i rörelse av stjärnor (satellitsystem). Stjärnornas enorma gravitationskraft utövar en enorm bindande kraft på planeterna, vilket får planeterna att kretsa runt stjärnorna; och den bindande kraft som stjärnorna utövar på planeterna är konstant (åtminstone i den mänskliga dimensionen av upplevd tid), så att planeterna kretsar runt stjärnorna i nästan konstanta omloppsbanor - ursprunget till begreppet 'året'. ursprunget till begreppet 'år'.

Och kanske den tidigaste scenen i nedtecknad mänsklig historia där centrifugalkraft upptäcktes och applicerades var i det forntida babyloniska kungarikets fontäner - om de använde centrifugalpumpsprincipen. Begreppet fontäner fanns i de himmelsträdgårdar som grundades av den forntida babyloniska civilisationen i Babylon (eller Nineve, som det kallades) på 600-talet f.Kr. En fontän är en kombination av vatten eller annan vätska under tryck, sprutad genom ett munstycke med en specifik form. Moderna fontäner tillverkas vanligtvis av centrifugalpumpar för att applicera tryck på vattenflödet, tillsammans med munstycket för att producera en specifik form, för att bilda en mängd vackra fontäner. Kanske upptäckte formgivarna av den antika babyloniska himmelträdgården förekomsten av centrifugalkraft i sina dagliga liv och designade sedan vackra varma källor; eller så är det kanske bara önsketänkande från vår sida.

Det tidigaste rekordet i Kina av människor som aktivt använder centrifugalkraft i sina liv är runt början av 300-talet e.Kr. Det var under Wei- och Jin-dynastierna i Kina, när bin redan medvetet lockades in i träkärl för avel och honung avlägsnades från kupan för bearbetning eller njutning genom att knyta ett snöre och skaka burken. Denna metod, som inte lätt skadar honungen, har gått i arv från generation till generation och har utvecklats till den nuvarande metoden för honungsskakning. Förutom honungsskakning och fontäner finns det många delar av våra liv som är relaterade till centrifugalkraft. Till exempel sockervaddsmaskiner vid vägkanter, snurrande paraplyer för att få bort regnvatten en regnig dag och svängande hammare och gungor på lekplatser. ...... Centrifugalkraft finns överallt i våra liv.

-Boskapsskötsel

Den tidiga djurhållningen saknade effektiva hanteringsverktyg vid bete, betesbrukarna knöt ett rep för att se ut som ett levande repspänne, och slängde sedan ut det för att sätta det på halsen eller benen på djur som kor och getter efter att ha cirkulerat många gånger för att uppnå effekten av att kontrollera vilseledande besättningar eller bli galna djur. Och detta lasso användes också på slagfältet för att kontrollera fienden. Denna applikation är kanske den mest utbredda användningen av centrifugalkraft - även om folk först inte visste vad centrifugalkraft var.

-Maskintillverkning

Snabbt framskridande fysik och naturvetenskap utvecklade snabbt industrin, och den första industriella revolutionen på 1700-talet producerade ett antal utmärkta moderna industridesigner, av vilka några fortfarande används idag - centrifugalpumpen är en sådan genialisk design. 1689 såg konceptet med centrifugalpumpen av den franske ingenjören Papin, som 1705 byggde den första centrifugalpumpen med ett flerbladigt pumphjul och snäckhus. År 1689 föreslog den franska ingenjören Papin konceptet med centrifugalpump, och 1705 gjorde han den första tillämpningen av flerbladigt impeller och snigelformad kroppshölje av vätskepumpen, denna enkla pumpkropp blev prototypen på centrifugalpumpen i senare generationer. 1754 lade den schweiziska matematikern Euler fram den grundläggande ekvationen för hydromekaniken av pumphjulstyp och lade grunden för den teoretiska designen av centrifugalpumpar. Även om på grund av bristen på en idealisk kraftkälla, realiserades centrifugalpumparnas överlägsenhet först i slutet av 1800-talet.

Idag används centrifugalpumpar på flera nivåer efter århundraden av utveckling, med färgglada tillämpningar inom industri, jordbruk, kärnkraftsindustrin och till och med medicin.

Framtidsutsikter för centrifugalapplikationer

Med civilisationens utveckling har den mänskliga vetenskapliga forskningen kommit långt från mikrokosmos till utforskningen av yttre rymden. Från de permanentmagnetbärande centrifugalpumparna som används inom den medicinska industrin till rymdstationens cirkulära rörelse runt jorden, är appliceringen av centrifugalkraft oumbärlig. En så lång utveckling och förbättring av det moderna vetenskapliga systemet och den snabba utvecklingen av materialvetenskap kan inte kopplas samman. Kanske i en avlägsen framtid kan teorin om centrifugalkraft kombineras med modernare teknik för att producera mer geniala och meningsfulla design för att förbättra våra liv och eskortera mänsklig civilisation.