離心機

離心機是一種利用質量慣性工作的技術裝置； 該功能基于離心力，離心力是由待離心材料的均勻圓周運動產生的。 這用于物料分離，離心分離器使用類似的過程。

離心機可以分離懸浮液、乳液和氣體混合物的成分（另見分離過程）。

在航空航天醫學研究中，人體離心機用于模擬發射階段作用在航天器乘員身上的加速力。

離心機利用離心機物料空間中的質量慣性進行物料分離。 由于較高的慣性，具有較高密度的粒子或介質向外遷移。 這樣做時，它們會置換密度較低的成分，從而到達中心。 與重力沉降相比，這個過程要快得多，或者只有在一開始才有可能——克服了粘附力、熱分子運動或粘度等相反的力。

加速度 a 與材料的密度無關。 但是，物質的密度越高，離心力就越大。 這些物質根據密度差異（例如實驗室離心機、氣體離心機）或通過保留固體的篩子（例如洗衣和沙拉旋轉器或離心榨汁機（果汁離心機））進行分離。

離心機中物體的離心加速度 a z 作為離心力的作用取決于物體與旋轉軸的距離 r 和角速度 ω，它隨著離心機材料空間距旋轉軸的距離線性增加。 此外，它隨角速度或速度 n 二次方增加：

a Z = r ω 2 = 4 π 2 r n 2

因此可以通過增加離心材料空間的半徑和增加旋轉頻率來增加。 然而，這也增加了作用在轉子上的力，該力由運動質量、尤其是待離心材料的運動質量和離心加速度引起。

離心加速度和引起的離心力取決于離心材料的圓周速度 v u

該圓周速度對空氣阻力具有決定性作用。 這就導致很多離心機只能在真空中工作。

離心加速度在外部，即在離心室中的最高點，待分離的材料已經到達目的地。 在離心加速度最低的點（再往里），待分離的物料仍有最長的路程。 因此，分離物質所需的離心時間不僅取決于速度，而且（除了其他變量外）還取決于離心材料與旋轉軸之間的最小距離。

通常將加速度指定為平均重力加速度 g的倍數。 例如，1000 g 表示離心機的xxx加速度是重力加速度的 1000 倍。 這個因素在工程上常被稱為彈弓比，雖然它不是一個數字而是一個數字。

在 DIN 58970-2 中，提到了相對離心加速度（簡稱 RCB）。 這個數量也被指定為 g {\displaystyle g} 的平均值的倍數，并且在今天的大多數設備文檔中使用。 根據 DIN，RZB 值（“自旋指數”）可以使用以下公式計算，可以很容易地從上面的公式計算出來（這里 R 是以厘米為單位的半徑，N 是以每分鐘轉數為單位的速度）：

R Z B = 4 π 2 g r n 2 ≈ 0.000 01118 R N 2 。

如果 r {\displaystyle r} (m) 和 n {\displaystyle n}也使用 SI 基本單位，則 RZB 的結果是：

RZB ≈ 4.025 7 r n 2

轉換的簡化應用有兩種選擇： 使用轉換表，其中離心機半徑和速度（每分鐘轉數；國際上使用：每分鐘轉數或 rpm）或相對離心加速度（RCF；國際上使用使用 : 相對離心力或 rcf) 可以確定其他值。我擁有現代實驗室離心機n 還有一個將RCF自動轉換成相應轉速的功能，這個功能通常標有“rcf/rpm”。

工業離心機分為過濾離心機和沉降離心機。 在過濾離心機中，轉鼓是穿孔的，內部有合適的濾芯，例如濾布、金屬絲網或縫篩。 懸浮液從內向外流過插入件和轉鼓壁，因此固體會被保留下來，然后根據結構類型去除。 過濾離心機包括擺式離心機和剝離式離心機。

沉降離心機的轉鼓設計為實壁轉鼓。 離心機 用于澄清懸架。 離心力用于加速懸浮液的自然沉降過程。 也有所謂的溢流離心機，其中懸浮液不斷進料，清液排出。 管式離心機屬于沉降離心機。

家用離心機的例子有沙拉旋轉器、旋轉干燥器和果汁離心機。 濕貨（沙拉、衣物、果渣）在帶孔的滾筒中快速旋轉，以至于它們被壓在壁上，水或果汁從孔中流出。 這克服了液體對固體的粘附。 這些以及實驗室離心機都有直接驅動。

橄欖油和 MSM 也以這種方式從果渣（在醒酒器中）或液體（在分離器中）中分離出來； 使用相同的原理，養蜂人使用蜂蜜提取器提取蜂蜜。 離心機的另一個應用領域是分子美食。

在金屬加工行業，離心機用于金屬屑的除油，全自動操作時處理量可達每小時十噸。 連續和批量加載過程之間存在區別。 連續工作的離心機有一個離心機篩網，在其xxx直徑處，液體（例如油）可以通過篩子逸出。 干燥的金屬屑從滾筒上方一點處被拋出。 在液體流出處，離心機構造成液體可以單獨排出。 干碎的碎片從打開的離心機盒子里掉出來。

成批工作的離心機通常裝滿裝滿的桶或類似的（穿孔的）炮彈，這些炮彈被放置在離心機中合適的容器中。 液體可能會從滾筒孔中漏出并流走。 干燥的切屑留在滾筒中，并從其中的離心機中取出。

電鍍企業使用手動和全自動離心機烘干螺絲、鉚釘等散裝貨物。 對于勺取部件（例如帶盲孔），可能需要重新排列部件，使所有液體都能從凹口流出并甩出。 還有離心機，它可以旋轉離心室并以低速（例如20-40 rpm）輕輕地循環零件。 然后液體在直線位置高速旋轉。 這個過程可以重復幾次。

裝填重量高達 1,750 公斤的超大型離心機用于制糖行業。 在其中，糖晶體與粘附的糖漿分離。 如今，這些離心機主要配備了 PLC 和頻率控制驅動器。 此外，大型離心機還用于市政污水處理廠、化學工業或采礦業中的污水污泥脫水，以分離礦物質。

在工業、技術和實驗室中，由于密度不同，離心機被用來分離物質。 例如，它用于將牛奶分離成奶油和低脂牛奶。

除了分離不同密度的液體外，實驗室離心機還用于從液體中分離固體。 為此，將混合物放入離心機管中，這些管壁厚得多，因此比試管更穩定。

實驗室離心機過去由曲柄驅動，如今由電動機驅動。 離心通常優于過濾，例如，如果強酸性溶液會腐蝕濾紙，或者如果污泥應按類型處理，即無需額外的助濾劑。