Revoluciones por minuto

Las revoluciones por minuto (abreviadas rpm , RPM , rev/min , r/min o r⋅min ⁻¹ ) son una unidad de velocidad de rotación (o frecuencia de rotación ) para máquinas rotativas. Una revolución por minuto equivale a1/60 hercios .

Estándares

La norma ISO 80000-3 :2019 define una cantidad física llamada rotación (o número de revoluciones ), adimensional , cuya tasa de cambio instantánea se llama frecuencia rotacional (o tasa de rotación ), con unidades de segundos recíprocos (s ⁻¹ ). ^[1]

Una cantidad relacionada pero distinta para describir la rotación es la frecuencia angular (o velocidad angular , la magnitud de la velocidad angular ), cuya unidad SI es el radian por segundo (rad/s).

Aunque tienen las mismas dimensiones (tiempo recíproco) y unidad base (s ⁻¹ ), los hercios (Hz) y los radianes por segundo (rad/s) son nombres especiales que se utilizan para expresar dos cantidades ISQ diferentes pero proporcionales : frecuencia y frecuencia angular. , respectivamente. Las conversiones entre una frecuencia $f$ y una frecuencia angular $ω$ son:

\omega =2\pi f\,,\qquad f={\frac {\omega }{2\pi }}\,.

Así, se dice que un disco que gira a 60 rpm tiene una rapidez angular de 2 π rad/s y una frecuencia de rotación de 1 Hz.

El Sistema Internacional de Unidades (SI) no reconoce las rpm como una unidad. Define unidades de frecuencia angular y velocidad angular como rad s ⁻¹ , y unidades de frecuencia como Hz , igual a s ⁻¹ .

Ejemplos

Para una rueda, una bomba o un cigüeñal, el número de veces que completa un ciclo completo en un minuto se da como unidad de revolución por minuto. Una revolución es un período completo de movimiento, ya sea circular, alternativo o algún otro movimiento periódico.
En muchos tipos de medios de grabación de discos, la velocidad de rotación del medio debajo del cabezal de lectura es un estándar que se expresa en rpm. Los discos fonográficos (gramófonos) , por ejemplo, normalmente giran de manera constante a 16+2 ⁄ 3 , 33+1 ⁄ 3 , 45 rpm o 78 rpm (0,28, 0,55, 0,75 o 1,3, respectivamente, en Hz).
Los taladros dentales modernos con turbina de aire pueden girar hasta800.000 rpm (13,3 kHz) .
El segundero de un reloj analógico convencional gira a 1 rpm.
Los reproductores de CD de audio leen sus discos a una velocidad precisa y constante (4,3218 Mbit/s de datos físicos sin procesar para 1,4112 Mbit/s (176,4 KB/s) de datos de audio utilizables) y, por lo tanto, deben variar la velocidad de rotación del disco de 8 Hz (480 rpm) cuando se lee en el borde más interno, a 3,5 Hz (210 rpm) en el borde exterior. ^[2]
Los reproductores de DVD también suelen leer discos a una velocidad lineal constante. La velocidad de rotación del disco varía desde 25,5 Hz (1530 rpm) cuando se lee en el borde más interno hasta 10,5 Hz (630 rpm) en el borde exterior. ^[2]
El tambor de una lavadora puede girar a 500 rpm para2000 rpm (8 Hz – 33 Hz) durante los ciclos de centrifugado.
Una pelota de béisbol lanzada por un lanzador de Grandes Ligas puede girar a más de2500 rpm (41,7 Hz); Una rotación más rápida produce más movimiento al romper las bolas . ^[3]
Una turbina de generación de energía ( con un alternador de dos polos ) gira a 3000 rpm (50 Hz) o 3600 rpm (60 Hz), según el país; consulte Enchufes y tomas de corriente alterna .
Los motores de los automóviles modernos suelen funcionar en torno a2000 rpm –3000 rpm (33 Hz – 50 Hz) en crucero, con una velocidad mínima (ralentí) de alrededor de 750 rpm – 900 rpm (12,5 Hz – 15 Hz) y un límite superior entre 4500 rpm y10 000 rpm (75 Hz – 166 Hz) para un coche de carretera, alcanzando muy raramente hasta12.000 rpm para determinados coches (como el GMA T.50 ), o 20.000 rpm para motores de carreras como los de los coches de Fórmula 1 (durante la temporada 2006 , con la configuración del motor 2,4 LN/A V8 ; limitado a15.000 rpm , con la configuración del motor turbohíbrido V6 de 1,6 L ) . ^[4] La nota de escape de los coches de F1 V8 , V10 y V12 tiene un tono mucho más alto que el de un motor I4 , porque cada uno de los cilindros de un motor de cuatro tiempos dispara una vez por cada dos revoluciones del cigüeñal . Así, un motor de ocho cilindros que gira 300 veces por segundo tendrá una nota de escape de 1200 Hz .
Un motor de avión de pistón generalmente gira a una velocidad entre2000 rpm y3000 rpm (33Hz – 50Hz).
Los discos duros de las computadoras normalmente giran a5400 rpm –7200 rpm (90 Hz – 120 Hz), las velocidades más comunes para las unidades basadas en ATA o SATA en modelos de consumo. Las unidades de alto rendimiento (utilizadas en servidores de archivos y PC para entusiastas de los juegos) giran a10.000 rpm –15 000 rpm (160 Hz – 250 Hz), generalmente con interfaces SATA, SCSI o Fibre Channel de nivel superior y platos más pequeños para permitir estas velocidades más altas; la reducción en la capacidad de almacenamiento y la velocidad máxima del borde exterior se traducen en un tiempo de acceso mucho más rápido. y velocidad de transferencia media gracias a la alta velocidad de centrifugado. Hasta hace poco, se podían encontrar unidades de portátiles de gama baja y de bajo consumo con4200 rpm o inclusoVelocidades de eje de 3600 rpm (70 Hz o 60 Hz), pero han caído en desgracia debido a su menor rendimiento, mejoras en la eficiencia energética en modelos más rápidos y la adopción de unidades de estado sólido para su uso en computadoras portátiles delgadas y ultraportátiles. Al igual que en los medios CD y DVD, la cantidad de datos que se pueden almacenar o leer en cada vuelta del disco es mayor en el borde exterior que cerca del eje; sin embargo, los discos duros mantienen una velocidad de rotación constante, por lo que la velocidad de datos efectiva es más rápida en el borde (convencionalmente, el "inicio" del disco, a diferencia de un CD o DVD).
Las unidades de disquete normalmente funcionaban a 300 rpm constantes u ocasionalmente a 360 rpm (5 Hz o 6 Hz relativamente lentos) con una densidad de datos constante por revolución, lo cual era simple y económico de implementar, aunque ineficiente. Algunos diseños, como los utilizados con las computadoras Apple más antiguas (Lisa, primeras Macintosh, posteriores II) eran más complejos y usaban velocidades de rotación variables y densidad de almacenamiento por pista (a una velocidad constante de lectura/grabación) para almacenar más datos por disco; por ejemplo, entre 394 rpm (con 12 sectores por pista) y 590 rpm (8 sectores) con la unidad de doble densidad de 800 kB de Mac a una velocidad constante de 39,4 kB/s (máx.), frente a 300 rpm, 720 kB y 23 kB/s (máx.) para unidades de doble densidad en otras máquinas. ^[5]
Una centrífuga tipo Zippe para enriquecer uranio gira a90 000 rpm (1500 Hz ) o más rápido. ^[6]
Los motores de turbina de gas giran a decenas de miles de rpm. Las turbinas de los aviones modelo JetCat son capaces de superar100 000 rpm (1700 Hz ) con el alcance más rápido165 000 rpm (2750Hz ). ^[7]
Un sistema de almacenamiento de energía Flywheel funciona en60 000 rpm –Rango de 200 000 rpm (1 kHz – 3 kHz) utilizando un volante levitado pasivamente magnético en el vacío. ^[8] La elección del material del volante no es el más denso, sino el que pulveriza con mayor seguridad, a velocidades superficiales aproximadamente 7 veces la velocidad del sonido.
Un típico ventilador de computadora de 80 mm y 30 CFM girará a2600 rpm –3000 rpm (43 Hz – 50 Hz) con alimentación de 12 V CC.
Un púlsar de milisegundos puede tener cerca50.000 rpm ( 833 Hz).
Un turbocompresor puede alcanzar290 000 rpm (4,8 kHz), mientras que80.000 rpm –Lo común es 200 000 rpm (1 kHz – 3 kHz).
Un sobrealimentador puede girar a velocidades entre o tan altas como50 000 rpm –65 000 rpm (833 Hz – 1083 Hz)
Microbiología molecular – motores moleculares. Se ha medido que las velocidades de rotación de los flagelos bacterianos son10 200 rpm (170 Hz) para Salmonella typhimurium ,16 200 rpm (270 Hz) para Escherichia coli , y hasta102 000 rpm (1700 Hz ) para el flagelo polar de Vibrio alginolyticus , permitiendo a este último organismo moverse en condiciones naturales simuladas a una velocidad máxima de 540 mm/h. ^[9]

Ver también

Velocidad angular constante (CAV): se utiliza cuando se hace referencia a la velocidad de los discos de gramófono (fonógrafo).
Velocidad lineal constante (CLV): se utiliza cuando se hace referencia a la velocidad de los CD de audio
Radianes por segundo
Velocidad rotacional
Mapa del compresor
Giro (geometría)
Ralentí
Sobrevelocidad (motor)
Línea roja
Limitador de revoluciones
medidor de revoluciones

Notas

Referencias

^ ISO 80000-3: 2019
^ ab "Parámetros físicos". Notas técnicas del DVD . Grupo de expertos en imágenes en movimiento (MPEG). 1996-07-21. Archivado desde el original el 19 de febrero de 2012 . Consultado el 30 de mayo de 2008 .
^ Chichester, Ryan (10 de junio de 2021). "Eno Sarris del Athletic habla de Spider Tack, Gerrit Cole con Moose & Maggie". WFAN . Consultado el 14 de junio de 2021 a través de MSN.com.
^ "Cambios de temporada 2014". Formula Uno . Consultado el 18 de agosto de 2014 .
^ "Discos de doble densidad versus discos de alta densidad". Manzana . Consultado el 5 de mayo de 2012 .
^ "Delgado y elegante, impulsa la bomba". El Foro de la Electricidad . Consultado el 24 de septiembre de 2006 .
^ "P60-SE Edición especial". JetCat Estados Unidos. Archivado desde el original el 19 de abril de 2012 . Consultado el 19 de julio de 2006 .
^ Publicación, Richard F. (abril de 1996). "Una nueva mirada a una vieja idea: la batería electromecánica" (PDF) . Revista de ciencia y tecnología . Universidad de California: 12-19. ISSN 1092-3055 . Consultado el 30 de mayo de 2008 .
^ Magariyama, Y.; Sugiyama, S.; Muramoto, K.; Maekawa, Y.; Kawagishi, I.; Imae, Y.; Kudo, S. (27 de octubre de 1994). "Rotación flagelar muy rápida". Naturaleza . 371 (6500): 752. Bibcode :1994Natur.371..752M. doi : 10.1038/371752b0 . PMID 7935835.