Physikerboard.de :: Thema-Überblick - Antriebsleistung einer Zentrifuge berechnen

Sigi · Verfasst am: 11. Sep 2011 20:43 Titel:

Luftwiderstand weil eine Zentrifuge mit schnell drehenden Gewichten (Durchmesser 60cm) einen hohen Luftwidestand haben der beim Berechnen keine Rolle spielen soll.

Die Zentrifugengewichte beschreiben einen Kreis beim drehen und deshalb hatte ich die Massenträgheitsformel eines Kreisreifens genommen.

Die Werte habe ich von meiner Zentrifuge übernommen und in die Massenträgheitsformel J eingesetzt.

Packo · Verfasst am: 11. Sep 2011 19:59 Titel:

Zu Punkt 1)
Was hat ein Massenträgheitsmoment mit Luftwiderstand zu tun?

Wo siehst du bei der Aufgabe einen Kreisreifen?

Wie kommst du auf die Werte in deiner ersten Zeile der Berechnung (J = ... )?

Sigi

Meine Frage:
Ich benötige eine begründete Bestätigung meiner Berechnung zur Antriebsleistung einer Zentrifuge:
Zentrifugenmasse: 2 Kugeln je m = 0,26 kg.
Die 2 Kugeln sind an je einer dünnen Alu Stange befestigt (Masse der Stangen nicht berücksichtigt)
Drehzahl: n = 4 U/s
Kugelradius: r1 = 0,02 m
Zentrifugenradius: r2 = 0,3 m

Berechnung der Laufleistung:

1. Massenträgheit eines Kreisreifens (ohne Luftwiderstand):
J = m * r2 * r2 = 0,25kg * 0,3m * 0,3m = 0,0225 kg*m*m
Bei 2 Kugeln -> J gesamt = 2 * J = 0,045 kg*m*m

2. Drehmoment der Zentrifuge:
M = J gesamt * omega (omega = 2 * Pi * n) = 0,045 * 25,12 = 1,13Nm

3. El. Motorleistung:
P = M * omega = 1,13 * 25,12 = 28,4W

4. Hochlaufleistung:
P hochlauf = 4 * P = 113,6W

Zusammengefasst:
P Lauf = ((m * (r2 * r2)) * 2) * omega * omega

Zentrifugalkraft: Fz = m * r2 * omega * omega

1. Ist das berechnete Ergebnis (Lauf und Hochlaufleistung) richtig ?
2. Ist folgende Aussage richtig ?
Die Antriebsleistung ist proportional zur Zentrifugalkraft da
lineare und ein quadratisches Element in beiden Formeln vorhanden
sind.

PS: Wenn meine Berechnungen richtig sind werde ich keinen mechanischen Aufbau machen. Wenn falsch, dann werde ich die Zentrifuge mal aufbauen.

Meine Ideen:
Meine Idee ist eine Erfindung mit einer Zentrifuge, wofür ich die Antriebsleistung genau berechnen können muss um im Vorraus zu sehen ob es funktionieren könnte.