Varv per minut

Varv per minut, kort varv/min, i viss utsträckning även varvtal (engelska: revolutions per minute, kort RPM, r/min), är ett mått på frekvensen av rotation, särskilt antalet rotationer kring en fast axel, under en minut. Det används som ett mått på rotationshastighet hos mekaniska komponenter.

Internationella måttenhetssystemet

Enligt det Internationella måttenhetssystemet (SI), är inte r/min en enhet. Detta beror på att ordet varv är en semantisk beskrivning snarare än en enhet. Beskrivningen är i stället gjort som en nedsänkt siffra i formler. Tecken har symbolen f för roterande frekvens och ω eller Ω för vinkelhastighet. Motsvarande härledda SI-enhet är s⁻¹ eller Hz. Vid mätning av vinkelhastighet, enheten används radianer per sekund.

{\begin{aligned}1~{\text{rad/s}}&\leftrightarrow {\frac {1}{2\pi }}~{\text{Hz}}\\&\leftrightarrow {\frac {60}{2\pi }}~{\text{r/min}}\end{aligned}}

{\begin{aligned}1~{\text{r/min}}&\leftrightarrow {\frac {1}{60}}~{\text{Hz}}\\&\leftrightarrow {\frac {2\pi }{60}}~{\text{rad/s}}\end{aligned}}

{\begin{aligned}1~{\text{Hz}}&\leftrightarrow 2\pi ~{\text{rad/s}}\\&\leftrightarrow 60~{\text{r/min}}\end{aligned}}

Här används tecknet ↔ (korrespondent) i stället för = (lika med). Formellt är hertz (Hz) och radian per sekund (rad/s) två olika namn för samma SI-enhet, s⁻¹. De används dock för två olika mängder: frekvens och vinkelfrekvens (vinkelhastighet, omfattning av vinkelhastighet). Konvertering mellan en frekvens f (mätt i hertz) och en vinkelhastighet ω (mätt i radianer per sekund) är:

\omega =2\pi f\,\,\!{\text{, }}\,\,f={\frac {\omega }{2\pi }}{\text{.}}\,\!

Således sägs en skiva som roterar med en hastighet på 60 r/min rotera på antingen 2π rad/s eller 1 Hz, där det förstnämnda mäter vinkelhastighet och de senare syftar på antalet varv per sekund.

Exempel

På de flesta inspelningsmedia av skivformat, anges rotationshastigheten vanligen i r/min. Grammofonskivor roterar vanligen konstant i 33 ¹⁄₃, 45 eller 78 r/min (⁵⁄₁₈, ⁵⁄₉, ³⁄₄, eller 1,3 Hz).
Moderna tandläkarborrar kan rotera upp till 800 000 r/min (13,3 kHz).
Sekundvisaren på en vanlig analog klocka roterar med en hastighet av 1 r/min.
CD-spelare läser sina skivor med en precis, konstant hastighet (4,3218 Mbit/s rå fysisk data för 1,4112 Mbit/s (176,4 kB/s) av användbar ljuddata) och måste därför variera rotationshastighet från 8 Hz (480 r/min) när den läser de centrala delarna till 3,5 Hz (210 r/min) vid de yttre kanterna.^[1]
DVD-spelare läser också skivor i en konstant linjär hastighet. Skivans varvtal varierar från 25,5 Hz (1530 r/min) vid den innersta kanten till 10,5 Hz (630 r/min) vid ytterkanten.^[1]
En tvättmaskins trumma kan rotera vid 500 till 2 000 r/min (8–33 Hz) under centrifugeringscyklerna.
En elgeneratorturbin roterar vid 3 000 r/min (50 Hz) eller 3 600 r/min (60 Hz), beroende på landets elsystem.
Moderna bilmotorer roterar vanligen omkring 2 000–3 000 r/min (33–50 Hz) under landsvägskörning, med en minimihastighet (tomgångskörning) på omkring 750–900 r/min (12,5–15 Hz), och en övre gräns på någonstans kring 4 500 till 10 000 r/min (75–166 Hz) för vanliga bilar och närmare 20 000 r/min för racermotorer såsom de som används formel 1-bilar (som dock är begränsade till 15 000 r/min).^[2]
En pistongmotor för flygplan roterar vanligen i en hastighet av mellan 2 000 och 3 000 r/min (30–50 Hz).
Hårddiskar till datorer roterar ofta i 5 400 eller 7 200 r/min (90 eller 120 Hz), de vanligaste hastigheterna för ATA- eller SATA-baserade diskar i konsumentdatorer. Högpresterande diskar (för servrar och speldatorer) roterar i 10 000 eller 15 000 r/min (160 eller 250 Hz).
Floppydiskar roterade vanligen i en konstant hastighet av 300 eller ibland 360 r/min (5 eller 6 Hz).^[3]
En Zippe-typ-centrifug för att anrika uran snurrar i 90 000 r/min (1 500 Hz) eller snabbare.^[4]
Gasturbinmotorer roterar i tiotusentals r/min. JetCat-modell-flygplansturbiner klarar av över 100 000 r/min (1 700 Hz), upp till över 165 000 r/min (2 750 Hz).^[5]
En millisekundpulsar kan rotera nästan 50 000 r/min.
En turbo kan nå 290 000 r/min (4,8 kHz), medan 80 000–200 000 r/min (1–3 kHz) är vanligt.
Rotationshastigheten hos bakteriella flageller har uppmätts till 10 200 r/min (170 Hz) för Salmonella typhimurium, 16 200 r/min (270 Hz) för Escherichia coli, och upp till 102 000 r/min (1,7 kHz) för polära flagellen hos Vibrio alginolyticus, vilket låter den sistnämnda organismen att röra sig i simulerade naturliga tillstånd i en maxhastighet av 540 mm per timme^[6].

Se även

Varvfrekvens

Referenser

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia.

^ [a b] "Physical parameters" Arkiverad 19 februari 2012 hämtat från the Wayback Machine..
^ "2014 season changes".
^ "Double-Density Versus High-Density Disks".
^ "Slender and Elegant, It Fuels the Bomb".
^ "P60-SE Special Edition" Arkiverad 15 april 2007 hämtat från the Wayback Machine..
^ Magariyama, Y. et al. (1994). ”Very fast flagellar rotation.” (på engelska). Nature (London, England: Nature Publishing Group) 371 (6500): sid. 752. doi:10.1038/371752b0.

[MPEG_DVD_Spec-1] [a b] "Physical parameters" Arkiverad 19 februari 2012 hämtat från the Wayback Machine..

[2] "2014 season changes".

[3] "Double-Density Versus High-Density Disks".

[4] "Slender and Elegant, It Fuels the Bomb".

[5] "P60-SE Special Edition" Arkiverad 15 april 2007 hämtat från the Wayback Machine..

[6] Magariyama, Y. et al. (1994). ”Very fast flagellar rotation.” (på engelska). Nature (London, England: Nature Publishing Group) 371 (6500): sid. 752. doi:10.1038/371752b0.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]