離心機的原理、應用和發展詳細說明

一、離心機的原理

離心機是利用離心力，分離液體與固體顆粒或液體與液體的混合物中各組分的機械。

離心分離機的作用原理有離心過濾和離心沉降兩種。離心過濾是使懸浮液在離心力場下產生的離心壓力，作用在過濾介質上，使液體通過過濾介質成為濾液，而固體顆粒被截留在過濾介質表面，從而實現液-固分離。離心沉降是利用懸浮液(或乳濁液)密度不同的各組分在離心力場中迅速沉降分層的原理，實現液-固(或液-液)分離。

二、離心機的應用

離心機主要用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開，或將乳濁液中兩種密度不同，又互不相溶的液體分開(例如從牛奶中分離出奶油)。它也可用于排除濕固體中的液體，例如用洗衣機甩干濕衣服。特殊的超速管式分離機還可分離不同密度的氣體混合物。利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點，有的沉降離心機還可對固體顆粒按密度或粒度進行分級。離心機大量應用于化工、石油、食品、制藥、選礦、煤炭、水處理和船舶等部門。

三、離心機的發展歷程和趨勢　　

中國古代，人們用繩索的一端系住陶罐，手握繩索的另一端，旋轉甩動陶罐，產生離心力擠壓出陶罐中蜂蜜，這就是離心分離原理的早期應用。

　　工業離心機誕生于歐洲，比如19世紀中葉，先后出現紡織品脫水用的三足式離心機，和制糖廠分離結晶砂糖用的上懸式離心機。這些最早的離心機都是間歇操作和人工排渣的。

由于卸渣機構的改進，20世紀30年代出現了連續操作的離心機，間歇操作離心機也因實現了自動控制而得到發展。

離心機自問世以來，歷經低速、調整、超速的變遷，其進展主要體現在離心設備和離心技術兩方面，二者相輔相成。從轉速看，臺式離心機基本屬于低速、高速離心機的范疇，因此具有低速和高速離心機的技術特點，其結構主要由電機驅動系統、制冷系統、機械系統、轉頭和系統控制等幾部分組成，與落地式離心機相比只不過是尺寸和容量小一點罷了。通用臺式離心機的發展已經模糊了低速、高速、微量和大容量離心機的界線，眾多的轉頭為科研人員提供相當廣泛的應用范圍，成為科研實驗室首選機型。　

　　離心分離機未來的發展趨勢將是強化分離性能、發展大型的離心分離機、改進卸渣機構、增加專用和組合轉鼓離心機、加強分離理論研究和研究離心分離過程最佳化控制技術等。

　　強化分離性能包括提高轉鼓轉速;在離心分離過程中增加新的推動力;加快推渣速度;增大轉鼓長度使離心沉降分離的時間延長等。發展大型的離心分離機，主要是加大轉鼓直徑和采用雙面轉鼓提高處理能力使處理單位體積物料的設備投資、能耗和維修費降低。理論研究方面，主要研究轉鼓內流體流動狀況和濾渣形成機理，研究最小分離度和處理能力的計算方法。

四、離心機的分類

工業用離心機按結構和分離要求，可分為過濾離心機、沉降離心機和分離機三類。　　　

過濾離心機和沉降離心機，主要依靠加大轉鼓直徑來擴大轉鼓圓周上的工作面;分離機除轉鼓圓周壁外，還有附加工作面，如碟式分離機的碟片和室式分離機的內筒，顯著增大了沉降工作面。

　　此外，懸浮液中固體顆粒越細則分離越困難，濾液或分離液中帶走的細顆粒會增加，在這種情況下，離心分離機需要有較高的分離因數才能有效地分離;懸浮液中液體粘度大時，分離速度減慢;懸浮液或乳濁液各組分的密度差大，對離心沉降有利，而懸浮液離心過濾則不要求各組分有密度差。

　　還有實驗分析用的分離機，可進行液體澄清和固體顆粒富集，或液-液分離，這類分離機有常壓、真空、冷凍條件下操作的不同結構型式。

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