离心机

离心机是一种利用质量惯性工作的技术装置； 该功能基于离心力，离心力是由待离心材料的均匀圆周运动产生的。 这用于物料分离，离心分离器使用类似的过程。

离心机可以分离悬浮液、乳液和气体混合物的成分（另见分离过程）。

在航空航天医学研究中，人体离心机用于模拟发射阶段作用在航天器乘员身上的加速力。

离心机利用离心机物料空间中的质量惯性进行物料分离。 由于较高的惯性，具有较高密度的粒子或介质向外迁移。 这样做时，它们会置换密度较低的成分，从而到达中心。 与重力沉降相比，这个过程要快得多，或者只有在一开始才有可能——克服了粘附力、热分子运动或粘度等相反的力。

加速度 a 与材料的密度无关。 但是，物质的密度越高，离心力就越大。 这些物质根据密度差异（例如实验室离心机、气体离心机）或通过保留固体的筛子（例如洗衣和沙拉旋转器或离心榨汁机（果汁离心机））进行分离。

离心机中物体的离心加速度 a z 作为离心力的作用取决于物体与旋转轴的距离 r 和角速度 ω，它随着离心机材料空间距旋转轴的距离线性增加。 此外，它随角速度或速度 n 二次方增加：

a Z = r ω 2 = 4 π 2 r n 2

因此可以通过增加离心材料空间的半径和增加旋转频率来增加。 然而，这也增加了作用在转子上的力，该力由运动质量、尤其是待离心材料的运动质量和离心加速度引起。

离心加速度和引起的离心力取决于离心材料的圆周速度 v u

该圆周速度对空气阻力具有决定性作用。 这就导致很多离心机只能在真空中工作。

离心加速度在外部，即在离心室中的最高点，待分离的材料已经到达目的地。 在离心加速度最低的点（再往里），待分离的物料仍有最长的路程。 因此，分离物质所需的离心时间不仅取决于速度，而且（除了其他变量外）还取决于离心材料与旋转轴之间的最小距离。

通常将加速度指定为平均重力加速度 g的倍数。 例如，1000 g 表示离心机的xxx加速度是重力加速度的 1000 倍。 这个因素在工程上常被称为弹弓比，虽然它不是一个数字而是一个数字。

在 DIN 58970-2 中，提到了相对离心加速度（简称 RCB）。 这个数量也被指定为 g {\displaystyle g} 的平均值的倍数，并且在今天的大多数设备文档中使用。 根据 DIN，RZB 值（“自旋指数”）可以使用以下公式计算，可以很容易地从上面的公式计算出来（这里 R 是以厘米为单位的半径，N 是以每分钟转数为单位的速度）：

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 基本单位，则 RZB 的结果是：

RZB ≈ 4.025 7 r n 2

转换的简化应用有两种选择： 使用转换表，其中离心机半径和速度（每分钟转数；国际上使用：每分钟转数或 rpm）或相对离心加速度（RCF；国际上使用使用 : 相对离心力或 rcf) 可以确定其他值。我拥有现代实验室离心机n 还有一个将RCF自动转换成相应转速的功能，这个功能通常标有“rcf/rpm”。

工业离心机分为过滤离心机和沉降离心机。 在过滤离心机中，转鼓是穿孔的，内部有合适的滤芯，例如滤布、金属丝网或缝筛。 悬浮液从内向外流过插入件和转鼓壁，因此固体会被保留下来，然后根据结构类型去除。 过滤离心机包括摆式离心机和剥离式离心机。

沉降离心机的转鼓设计为实壁转鼓。 离心机 用于澄清悬架。 离心力用于加速悬浮液的自然沉降过程。 也有所谓的溢流离心机，其中悬浮液不断进料，清液排出。 管式离心机属于沉降离心机。

家用离心机的例子有沙拉旋转器、旋转干燥器和果汁离心机。 湿货（沙拉、衣物、果渣）在带孔的滚筒中快速旋转，以至于它们被压在壁上，水或果汁从孔中流出。 这克服了液体对固体的粘附。 这些以及实验室离心机都有直接驱动。

橄榄油和 MSM 也以这种方式从果渣（在醒酒器中）或液体（在分离器中）中分离出来； 使用相同的原理，养蜂人使用蜂蜜提取器提取蜂蜜。 离心机的另一个应用领域是分子美食。

在金属加工行业，离心机用于金属屑的除油，全自动操作时处理量可达每小时十吨。 连续和批量加载过程之间存在区别。 连续工作的离心机有一个离心机筛网，在其xxx直径处，液体（例如油）可以通过筛子逸出。 干燥的金属屑从滚筒上方一点处被抛出。 在液体流出处，离心机构造成液体可以单独排出。 干碎的碎片从打开的离心机盒子里掉出来。

成批工作的离心机通常装满装满的桶或类似的（穿孔的）炮弹，这些炮弹被放置在离心机中合适的容器中。 液体可能会从滚筒孔中漏出并流走。 干燥的切屑留在滚筒中，并从其中的离心机中取出。

电镀企业使用手动和全自动离心机烘干螺丝、铆钉等散装货物。 对于勺取部件（例如带盲孔），可能需要重新排列部件，使所有液体都能从凹口流出并甩出。 还有离心机，它可以旋转离心室并以低速（例如20-40 rpm）轻轻地循环零件。 然后液体在直线位置高速旋转。 这个过程可以重复几次。

装填重量高达 1,750 公斤的超大型离心机用于制糖行业。 在其中，糖晶体与粘附的糖浆分离。 如今，这些离心机主要配备了 PLC 和频率控制驱动器。 此外，大型离心机还用于市政污水处理厂、化学工业或采矿业中的污水污泥脱水，以分离矿物质。

在工业、技术和实验室中，由于密度不同，离心机被用来分离物质。 例如，它用于将牛奶分离成奶油和低脂牛奶。

除了分离不同密度的液体外，实验室离心机还用于从液体中分离固体。 为此，将混合物放入离心机管中，这些管壁厚得多，因此比试管更稳定。

实验室离心机过去由曲柄驱动，如今由电动机驱动。 离心通常优于过滤，例如，如果强酸性溶液会腐蚀滤纸，或者如果污泥应按类型处理，即无需额外的助滤剂。