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离心机的起源与发展
点击次数:212 发布时间:2020-11-26

离心机一词是指装有快速旋转的容器的机器,该容器通过密度(名词)或使用机器的动作(动词)将其内容物分开。离心机常用于从液体中分离出不同的液体和固体颗粒,但它们也可用于气体,它们还用于机械分离以外的目的。

台式医用离心机DT5-2

离心机的发明和早期历史:

现代离心机的起源可追溯到18世纪由英国军事工程师本杰明·罗宾斯设计的旋转臂装置,用于确定阻力。1864年,安东尼·普兰特应用该技术分离了牛奶和奶油的成分。1875年,Prandtl的兄弟Alexender改进了这项技术,发明了提取黄油的机器。尽管离心机仍用于分离牛奶成分,但它们的用途已扩展到许多其他科学研究和医学领域。

离心机的工作原理:

离心机的名称来源于离心力,离心力是将旋转的物体向外拉的虚拟力。向心力是工作中向内拉动旋转物体的实际物理力。旋转一桶水是这些作用力的一个很好的例子,如果水桶旋转得足够快,水就会向内拉动并且不会溢出。如果桶中充满沙子和水的混合物,则将其旋转会产生离心作用。根据沉降原理,桶中的水和沙子都将被抽到桶的外边缘,但是稠密的沙子颗粒将沉降到底部,而较轻的水分子将移向中心,向心加速度本质上模拟了更高的重力,但是,请记住,人工重力是一个值范围,这取决于对象与旋转轴的距离,而不是恒定值。对象越远,效果越好,因为对象每次旋转都会移动更大的距离。

离心机的类型和用途:

离心机的类型均基于相同的技术,但用途不同。它们之间的主要区别是旋转速度和转子设计。转子是设备中的旋转单元。DT5-2低速台式自动平衡离心机固定角度的转子将样品固定在恒定的角度,摇头转子具有一个铰链,该铰链允许样品容器随着旋转速度的增加而向外摆动,而连续的管状离心机则只有一个腔室而不是单个的样品腔。分离分子和同位素:极高速度的离心机和超速离心机以如此高的速度旋转,可以用来分离不同质量的分子甚至原子的同位素。同位素分离用于科学研究以及制造核燃料。例如,由于较重的同位素比较轻的同位素向外拉的更多,因此可以使用气体离心机来浓缩铀。

在实验室中:实验室离心机也可以高速旋转。它们可能足够大,可以站在地板上,也可以足够小,可以放在柜台上。典型的设备具有带有成角度的钻孔的转子,以固定样品管。由于样品管以一定角度固定且离心力作用于水平面,因此颗粒在撞到管壁之前移动了很小的距离,从而使稠密的材料向下滑动。尽管许多实验室离心机都具有固定角度的转子,但摆桶式转子也很常见。这种机器用于分离不混溶的液体和悬浮液的成分。用途包括分离血液成分,分离DNA和纯化化学样品。

台式低速医用离心机DT5-2

高重力模拟:大型离心机可用于模拟高重力,机器是房间或建筑物的大小。人体离心机用于训练飞行员并进行重力相关的科学研究。离心机也可以用作游乐园游乐设施。虽然人体离心机的设计可以承受高达10或12的重力,但大直径的非人类机器可以使标本暴露于正常重力的20倍。有一天,可能会使用相同的原理来模拟太空中的重力,工业离心机用于分离胶体成分(如牛奶中的奶油和黄油),进行化学制备,从钻井液中清除固体,干燥材料以及进行水处理以去除污泥。一些工业离心机依靠沉淀进行分离,而另一些则使用筛网或过滤器分离物质。工业离心机用于铸造金属和制备化学药品。重力差会影响相的组成和材料的其他性能。

日常应用:中型离心机在日常生活中很常见,主要用于快速将液体与固体分离。洗衣机在旋转周期中使用离心作用将水与衣物分离。类似的装置将水从泳装中甩出。简单的离心机的另一个例子是用来洗净生菜和其他生菜的沙拉旋转器。尽管离心是模拟高重力的选择,但还有其他技术可用于分离物料。这些包括过滤,筛分,蒸馏,倾析和色谱分离。应用的技术取决于所用样品的性质及其体积。上海京灿长期销售各种实验室离心机,其中包括进口品牌离心机以及其他一些实验室常用仪器设备,比如IKA离心机、IKA磁力搅拌器等等。


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