離心沉降

centrifugal settling；centrifugal sedimentation

在離心力作用下使分散在懸浮液中的固相粒子或乳濁液中的液相粒子沉降的過程。沉降速度與粒子的密度、顆粒直徑以及液體的密度和黏度有關，並隨離心力亦即離心加速度的增大而加快。離心加速度值an=ω2r可隨迴轉角速度ω和迴轉半徑r的增大而迅速增加。因此，離心沉降操作適用於兩相密度差小和粒子速度小的懸浮液或乳濁液的分離。

組成懸浮系的流體與懸浮物因密度不同，在離心力場中發生相對運動，因而使懸浮系得到分離的沉降操作。當懸浮系作迴轉運動時，密度大的懸浮物（固體顆粒或液滴）在慣性離心力的作用下，沿迴轉半徑方向向外運動。此時，顆粒或液滴受三個徑向作用力：①慣性離心力Fc=mω2r，式中m為顆粒質量；ω為迴轉角速度;r為旋轉半徑。②浮力(方向與慣性離心力相反式中ρP和ρ 分別為顆粒和流體的密度。③流體對顆粒作繞流運動所產生的曳，式中AP為顆粒在垂直於運動方向上的投影面積;ur為顆粒的徑向運動速度；ξ為阻力係數。顆粒在此三力的共同作用下，沿徑向向外加速運動。對於符合斯托克斯定律（見繞流）的微小顆粒，徑向運動的加速度很小，上述三力基本平衡，故可近似求出顆粒與流體在徑向的相對運動速度為：式中dP為粒徑；μ為流體粘度。

同一顆粒在相同介質中分別作離心沉降和重力沉降時，推動顆粒運動的慣性離心力Fc與重力Fg之稱為離心分離因數，它是反映離心沉降設備性能的重要參數。當轉速ω=1000r/min，r=0.1m時，離心分離因數為112。因此，離心沉降可分離更細小的顆粒。

有：

①旋風分離器　含塵氣體由矩形進口管 (圖1)沿切向進入器內，在器壁的作用下作圓周運動。顆粒被慣性離心力拋至器壁，並彙集於錐形底部的集塵斗（灰斗）中。凈化了的氣體從中央排氣管離去。旋風分離器的分離因數約為5～2500, 一般可分離5～75μm的細小塵粒。旋風分離器構造簡單，沒有運動部件，操作不受溫度、壓力的限制，廣泛應用於很多工業部門，用於除去氣體中的粉塵，或從氣體中回收有用粉料。離心沉降

②旋液分離器　其構造和工作原理與旋風分離器基本相同，主要用於懸浮液的增稠或所含固體顆粒的水力分級。

③螺旋卸料離心機　在長錐形轉鼓內裝有螺旋推料器，料漿加在轉鼓中部，澄清液從轉鼓大頭端面的窗口溢出，沉積在轉鼓內壁的沉澱，由螺旋推料器推向轉鼓小頭，經瀝干后卸出。此機適宜於處理細分散懸浮液，能獲得含水率較小的固體沉澱。

④碟式分離機　在轉鼓內裝有許多倒錐形碟片(圖2)，碟片直徑一般為0.2～0.6m，碟片數為50～100。轉鼓轉速為4700～8500r/min，分離因數可達4000～10000。碟式分離機可用於分離乳濁液(如油料脫水等)，也可用於澄清含有少量微細顆粒的液體。離心沉降

⑤管式高速離心機　採用長徑比很大的管狀轉鼓，以便增加轉速，提高分離因數。此種離心機的轉速通常高於15000r/min，分離因數可達 12500。主要用於含細小液滴的乳濁液分離和含少量微細顆粒的懸浮液分離。