
離心機(Centrifuge)是一種利用離心力分離混合物中不同密度組分的機械設備。其核心原理是通過高速旋轉産生的離心力場,使懸浮液中的固體顆粒快速沉降,或使乳濁液中的液體分層,從而實現分離、純化或濃縮的目的。
中文定義
離心機指通過轉子高速旋轉産生離心力,迫使物質沉降或分離的設備。
來源:《機械工程名詞(第三版)》,科學出版社,2010年,第87頁。
英文定義
Centrifuge: A machine that uses centrifugal force to separate substances of different densities.
來源:Oxford English Dictionary, "Centrifuge"詞條,2023年修訂版。
依據牛頓力學公式,離心加速度($a$)與轉速($omega$)和旋轉半徑($r$)的關系為:
$$
a = omega r
$$
其中離心力($F$)可表示為:
$$
F = m cdot omega r
$$
($m$為顆粒質量)。該力使密度較高的組分向外運動,實現分離。
生物醫學
分離血液成分(如血漿與血細胞),用于臨床檢測與制藥。
來源:《現代生物技術實驗手冊》,人民衛生出版社,2018年。
化學工業
提純晶體、分離催化劑,如制藥過程中的固液分離。
來源:《化工分離工程》,化學工業出版社,2020年。
核能研究
鈾濃縮離心機用于同位素分離。
來源:《核燃料循環技術》,原子能出版社,2015年。
離心機是一種通過高速旋轉産生離心力,從而分離液體或混合物中不同密度成分的機械設備。以下是詳細解釋:
離心機利用離心力(物體旋轉時産生的向外推力)實現物質分離。其核心公式為: $$ RCF = frac{r times (text{RPM})}{1.118 times 10} $$ 其中,RCF表示相對離心力,r為旋轉半徑(毫米),RPM為每分鐘轉速。密度大的物質在離心力作用下向外沉降,密度小的則留在内側。
典型離心機由以下部件構成:
根據用途可分為:
操作時需注意轉速限制、樣品平衡配平,避免因離心力過大導緻設備損壞或安全隱患。
以上内容綜合了離心機的核心定義、原理及多領域應用,更多技術細節可參考相關行業标準或設備手冊。
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