3D tistena centrifuga?

[Ales Prochaska, Divesoft]

Počítal jsem to z hlavy, takže jsem si to zjednodušil a vzal to jako
tlakovou nádobu. "Tlak" byla odstředivá síla na jednotku plochy která
působí na podélný průřez rotoru a snaží se jej roztrhnout na dvě
půlky. Zajímal mě taky jen řád, takže neručím za to, jestli to nemám
třeba 2x nebo pí-krát větší či menší :-) Hlavní problém proti oceli
bude asi modul pružnosti (a pak ještě creep). Plastový rotor se
zplacatí (a ještě tak divně) a přestane fungovat daleko před dosažením
meze pevnosti, ocelový se moc nehne a pak až najednou praskne. U
vysokopevnostní ocelí se snadno dostanu s mezí kluzu na 1.3 GPa, takže
tam to pak vyjde o něco líp (pokud bude rotor složený z tenkých
ocelových plechů, tak se dá počítat s ještě vyšší mezí kluzu). S
titanem a hliníkovými slitinami opravdu tyhle výpočty vycházejí
podobně, přehledně je to shrnuté na wikipedii v článku Tržná délka:
https://en.wikipedia.org/wiki/Specific_strength .

Aleš Procháska

> Jak to počítáte ? Mě vychází pro maximální obvodovou rychlost
> v = sqrt(mez_pevnosti/hustota). Asi tam bude ještě někde faktor 2*pí, 
> nechce se mi to dělat přesně, ale rozměrově to odpovídá a je z toho 
> vidět i proč se rotory dělají z titanu.
> A podle toho ta ocel má sice o řád větší pevnost (počítat mez kluzu je
> asi lepší, to máte pravdu), ale zase skoro o řád větší hustotu.
> Pak vychází pro mez kluzu 20MPa a hustotu 1300kg/m^3 obvodová rychlost
> cca 120 m/s, což odpovídá vašemu výpočtu kolem 23000 ot/min.
> Počítáte to stejně nebo mám někde chybu ? Protože pak by to pro ocel 
> nevycházelo zase o moc líp. I ta titanová slitina by podle toho snesla
> nějakých 480m/s, což není nic moc. Ale ten ochranný hrnec by byl asi 
> dost naprd, to už jsou řádově rychlosti kulky ze střelné zbraně.

> Mrazík

> Dne 22.5.2016 v 18:51 Ales Prochaska, Divesoft napsal(a):
>> Běžné termoplasty mají mez kluzu řekněme tak od 20 N/mm2 u běžného POM
>> až po 120 N/mm2 u brutálně drahého PBI, takže když beru tu nižší
>> hodnotu tak ten válec by se začal trhat nejpozději při nějakých 25,000
>> G (= 20,000 ot/min), což je na ultracentrifugu dost málo (a to je jen
>> formální výpočet od stolu, ve skutečnosti by už měl rotor při těchto
>> otáčkách 10% deformaci, takže veškeré vyvážení by přišlo vniveč a
>> hřídel by byla tou dobou dávno ohnutá do pravého úhlu a místnost by
>> vypadala jako po havárii centrifugy:
>> https://www.chem.purdue.edu/chemsafety/news-and-stories/CentrifugeDamages.php
>> :-)).
>>
>> Jinými slovy bych zcela jistě uvažoval o kovovém rotoru a na plast
>> bych rovnou zapomněl.
>>
>> Aleš Procháska
>>
> _______________________________________________
> HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz
> Hw-list na list.hw.cz
> http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list