離心就是利用離心機轉子高速旋轉產(chǎn)生的強大的離心力,加快液體中顆粒的沉降速度,把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質分離開。
離心力(g)和轉速(rpm)之間的換算
離心力G和轉速RPM之間的換算其換算公式如下:
G=1.11×10^(-5)×R×(rpm)^2
其中,G為離心力,一般以g(重力加速度)的倍數(shù)來表示。
10^(-5) 即10的負五次方,(rpm)^2轉速的平方,R為半徑,單位為厘米。
例如,離心半徑為10厘米,轉速為8000RPM,其離心力為:
G=1.11*10(-5)*10*(8000)2=7104
即離心力為7104g.
而當離心力為8000g 時,其轉速應為:8489即約為8500rpm。
還有一類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。
衡量離心分離機分離性能的重要指標是分離因數(shù)。它表示被分離物料在轉鼓內所受的離心力與其重力的比值,分離因數(shù)越大,通常分離也越迅速,分離效果越好。工業(yè)用離心分離機的分離因數(shù)一般為100~20000,超速管式分離機的分離因數(shù)可高達62000,分析用超速分離機的分離因數(shù)達610000。決定離心分離機處理能力的另一因素是轉鼓的工作面積,工作面積大處理能力也大。
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(shù)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。
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(fā)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,研究小分離度和處理能力的計算方法。