Медицина и здоровье

Пусть самописец является подвижным твёрдым телом с одной степенью свободы, к которому приложена сумма моментов сил, относительно оси движения. В этом случае уравнение моментов сил будет иметь вид:

(1)

Пусть на подвижную часть прибора действует противодействующий момент в виде механической или электрической пружины, который выражается:

M_п=k_пα (2)

Тогда характеристическое уравнение данной системы будет иметь вид:

IP² + K_П=0 (3)

Если найти решение (3), то

(4)

(5)

Если представить решение данного уравнения (1), то оно будет иметь вид:

(6)

где    с₁, с₂ — постоянные интегрирования (из начальных условий).

(7)

где    ω₀ — частота собственных не демпфированных колебаний.

Т.к. в реальных условиях на движущуюся систему всегда действует ускорение (демпфирование), то уравнение движения описывается:

IP² + K_дP+K_П=0 (8)

В этом случае решение характеристического уравнения будет иметь комплексную сопряжённую форму:

(10)

где   — степень успокоения.

Предположим, что, тогда                   (12)

(13)

Подставляя (13) в (11), и упрощая его, получим формулу:

Т.к. на самописец действует возмущающий момент, то в исходном уравнении появляется правая часть:

(15)

(IP² + K_дP+K_П)α(Р)=М_в(Р) (16)

Чтобы привести к безразмерному виду, поделим всё уравнение (16) на К_п, тогда получим, что выражение для         функции будет иметь вид:

(17)

Анализ динамических характеристик

Если получить выражение для АЧХ и ФЧХ, то получим, что

(18)

(19)

Если проанализировать динамические характеристики данной системы: АЧХ и ФЧХ.

Особенности конструкции и теории центрифуг

Центрифугирование — разделение грубо дисперсных систем, которые состоят из твёрдых и  жидких компонентов с разными плотностями под действием центробежных сил. Этот метод применяется в биологии, медицине и технике и очень часто заменяет процессы фильтрования, отстаивания и отжимания.

Ультрацентрифугирование — один из главных современных методов выделения и исследования белков, нуклеиновых кислот, вирусов и других биополимеров. В данном случае большая скорость вращения и оптимальный выбор размеров ротора центрифуги позволяет добиться оседания даже небольших молекул.

Данный метод даёт возможность получить изолированные клеточные структуры, такие как ядро, лизосома, рибосома и другие. Особенности этого метода в сочетании с электронно-микроскопическим изучением позволяют привязать те или иные биохимические процессы, которые совершаются в клетке, к определённым структурам и органоидам. В обычных центрифугах скорость вращения ротора от 1000 об/мин до 3000 об/мин.

В ультрацентрифугах скорость вращения от 20000 об/мин до 80000 об/мин. Центробежная сила может превышать в 400000 раз силу  тяжести Земли.

Особенности конструкции и принципа действия центрифуги

Центрифуга — прибор, который широко применяется в медицине для осаждения частиц, которые взвешены в моче или других жидких средах. Для отделения форменных элементов от плазмы крови.

Центрифуга имеет корпус 2, механизм привода 1, ротор 4, который закреплён на валу 3; на роторе имеется пробиркодержатели 5. С целью избежания травмирования лаборанта есть кожух.

Ротор с пробиркодержателями составляет основную часть центрифуги. Он устанавливается на вертикально расположенном валу электродвигателя. До начала работы пробирки стоят вертикально, а во время вращения ротора принимают горизонтальное положение, поэтому осадок ложится строго перпендикулярно оси пробирки. Имеют место угловые роторы.

В случае углового ротора пробирки занимают наклонное положение, а, следовательно, осадок ложится тоже под углом к оси пробирки.

Принцип действия основан на создании большой центробежной силы, под действием которой скорость разделения компонентов смеси, помещённой в центрифугу, увеличивается во много раз, по сравнению со скоростью осаждения частиц под действием силы тяжести. Частицы, различные по массе распределяются по слоям. При увеличении скорости вращения траектория движения частиц в пробирке происходит по спирали.