Скорость барабана, при которой зерна прилипают к стенке барабана, зависит от внутреннего диаметра барабана. Чтобы понять, почему это так, вспомните, как вы прокатились на стуле-о-самолете на ярмарочной площади. Такие аттракционы часто имеют несколько рядов стульев, прикрепленных к прялке цепями. Когда колесо вращается, крайний ряд кресел отклоняется дальше, чем внутренние ряды, потому что на них действуют более сильные центробежные силы, чем на внутренние ряды. С точки зрения физики это связано с тем, что при заданной скорости барабана (в об/мин) скорость на внешней кромке колеса больше, чем скорость дальше.
Chair-O-Planes демонстрируют влияние диаметра на центробежные силы.
Вот почему, как правило, ростеры с большими барабанами обычно работают при более низких скоростях вращения барабана. Скотт Рао, например, предлагает попробовать скорость вращения барабана 52–56 об/мин для типичной 12-килограммовой жаровни против 46–50 об/мин для 30-килограммовой жаровни.Рао 2018). Обратите внимание, что Скотт дает их как отправную точку для экспериментов, а не как абсолютные рекомендации.
Поскольку для барабанов разного размера требуются разные скорости вращения барабанов, более полезным способом сравнения скорости вращения барабанов разных ростеров является число Фруда. Число Фруда описывает отношение центробежной силы к гравитационной. Когда число Фруда равно 1, центробежная сила равна силе тяжести, и зерна будут оставаться прижатыми к стенке барабана на протяжении всего вращения барабана. С уменьшением числа Фруда зерна раньше начинают падать со стенки барабана, проходя описанные ранее режимы течения.
Число Фруда определяется как
где ю - скорость барабана (в радианах в секунду), р внутренний радиус барабана (в метрах) и грамм ускорение свободного падения (9,8 м/с2).
Преобразование оборотов в радианы в секунду и т. д. немного громоздко, поэтому вот удобное приложение-калькулятор, которое вы можете использовать для расчета собственного числа Фруда.