离心机

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离心机结构
离心机中的孔槽

离心机是一种机械,可借由电动机或其他机械的带动而高速转动,产生数千倍于重力离心力,以加快液体中颗粒的沉降速度,把样品中不同沉降系数密度质量的物质分离。离心力的大与小,转动速度、旋转半径岱以及物质的融质量而决定。[1]离心机广泛运用于化学工程石油食品加工制药选矿工程水处理核能工业船舶等部门。 

历史[编辑]

  • 早期应用—中国古人会取一端套住陶罐的绳子并甩动以产生离心力,挤出陶罐里的蜂蜜
  • 近代—19世纪中叶的欧洲,首先出现纺织品脱水的三足式离心机,和制糖厂分离砂糖结晶用的上悬式离心机。这些早期离心机虽尚未全自动化,需以人力进行排渣,却已有了现代离心机雏形。 

原理[编辑]

利用向心加速度公式得知,密度较大之物体在下,密度较小之物体在上。

  • 离心过滤,使悬浮液受离心力,而对过滤介质施加压力,液体通过过滤面,固体颗粒被截下,从而液-固分离。
  • 离心沉降,利用悬浮液(或乳浊液)密度不同的各成份在离心力场中迅速沉降分层的原理,以达成液-固(或液-液)分离。

离心力计算[编辑]

相对离心场(RCF, relative centrifugal field),以重力加速度的倍数来表示;

rpm(revolution per minute,或r/min)表示离心机每分钟的转数。rpm之间的换算公式为 
 :RCF

其中 表示离心机转轴中心与离心管中心的距离,单位为公分。 离心管的位置由转子(rotor)决定,因此 必须查阅相关转子的参数而得。


应用[编辑]

日常[编辑]

  • 烹饪时的食物处理,近来一些厨师发现离心机是很方便实用的厨房用品
  • 衣物脱水(洗衣机脱水机

实验用[编辑]

批次离心机(或瓶式离心机)是实验室常用的离心机型。如果具超强之离心力,则可应用于超离心技术(微分离心技术)。 此即分离混合物中各成份,已成功应用于细胞内胞器如粒线体微粒体溶酶体等之分离,或各种蛋白质核酸之分离。超离心技术是研究遗传工程学、酶工程学必须的基础。

气体离心法进行同位素的加工制造,核武所需的浓缩铀即可借由此方法制造出来,因此离心机在国际间列为受管制的设备。

  • 航空技术

以离心力模拟重力加速度,以探求生物在极端状况下体内物件位移。[2]

工业用[编辑]

此作动机械虽泛称远心分离机,为区分工业用机械,取之离心式分离机,离心机应用极广,切削液过滤系统主要用途是分离切削液里在研磨加工过程中所产生的杂质,可分离的杂质不限于金属,非金属材质如: 、玻璃、石墨、不锈钢、石英...等非磁性杂质也可过滤。借由离心力将杂质高速分离,使切削液能迅速的重复利用。经由离心力分离的设计结构,可省去耗材滤袋的使用,具备节能减碳与绿色生产的设计是现今产业的发展趋势。[3]因为离心式分离机的高效率及便利性,此机械已被广泛运用于机械研磨加工、玻璃研磨、IC载板研磨、汽机车来令片研磨等产业。[4]

农业用[编辑]

  • 蜂蜜采集:将蜂巢箱内的蜂巢置入离心机之中,以手摇方式转动,蜂巢中的蜂蜜会甩出而流入收集器之中。

机器特性[编辑]

衡量离心分离机分离性能的重要指标是分离因数。表示为被分离物料在转鼓内所受的离心力与其重力比值,分离因数越大,通常分离越快,效果越好。

最大转速,离心机在空载情况下的转速。根据最大转速的不同,离心机可更细分为:

  1. 低速离心机 10000 rpm· min -1
  2. 高速离心机 10000 rpm · min一30000 rpm · min -1
  3. 超高速离心机 30000 rpm ·min-1

参考[编辑]

  1. ^ [www.ch.ntu.edu.tw/~genchem99/doc/08T8.pdf]
  2. ^ Mary Roach, "Packing For Mars" (2012)
  3. ^ 离心式除屑过滤机. 勤闵. [2017-09-20]. 
  4. ^ 勤闵全自动离心式分离机 绿色生产利器. 经济日报. 2017-11-02 [2017-11-02].