淺析離心機(jī)的工作原理

　　離心機(jī)是一種分離機(jī)械，其作用是將固體和液體的混合液（液體和液體）進(jìn)行分離，從而分別得到固體和液體（或液體和液體），離心機(jī)的工作原理是把一種具有不同密度的混合液靜置后會(huì)出現(xiàn)自然分層現(xiàn)象，固體一般會(huì)沉降到底層，而上層則形成澄清的液體。分層靠的是地球的重力加速度，為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)需要，人們需要更快和更多的分離某些混合液，這樣就產(chǎn)生了離心機(jī)。

　　離心機(jī)通過高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，其離心分離系數(shù)通常是重力加速度的上百倍、千倍和萬倍，因此分離速度很快，但是由于不同的物料性質(zhì)差異很大，所以形成了各種不同規(guī)格的離心機(jī)，一般固體和液體進(jìn)行分離的離心機(jī)轉(zhuǎn)速在3000轉(zhuǎn)以下，顆粒更細(xì)，密度差更小的混合液則需要轉(zhuǎn)速在8000～30000之間的離心機(jī)進(jìn)行分離，而像鈾的濃縮分離則需要更高轉(zhuǎn)速的離心機(jī)。

　　離心機(jī)的主要原理是通過高速運(yùn)轉(zhuǎn)的離心轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生的離心力（配合適當(dāng)?shù)臑V材），將固液混合液中的液相加速甩出轉(zhuǎn)鼓，而將固相留在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，達(dá)到分離固體和液體的效果，或者俗稱脫水的效果。

　　當(dāng)含有細(xì)小顆粒的懸浮液靜置不動(dòng)時(shí)，由于重力場的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液體小的粒子就會(huì)上浮。離心機(jī)微粒在重力場下移動(dòng)的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān)，并且又與重力場的強(qiáng)度及液體的粘度有關(guān)。象紅血球大小的顆粒，直徑為數(shù)微米，就可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過程。

　　沉降式離心機(jī)的主要原理是通過轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力，加快混合液中不同比重成分（固相或液相）的沉降速度，把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開。

　　此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時(shí)還伴隨有擴(kuò)散現(xiàn)象。擴(kuò)散是無條件的的。擴(kuò)散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴(kuò)散越嚴(yán)重。而沉降是相對的，有條件的，要受到外力才能運(yùn)動(dòng)。沉降與物體重量成正比，顆粒越大沉降越快。對小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等，它們在溶液中成膠體或半膠體狀態(tài)，僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過程的。因?yàn)轭w粒越小沉降越慢，而擴(kuò)散現(xiàn)象則越嚴(yán)重。所以需要利用離心機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，才能迫使這些微粒克服擴(kuò)散產(chǎn)生沉降運(yùn)動(dòng)。