當含有細小顆粒的懸浮液靜置不動時，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上浮。微粒在重力場下移動的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關，并且又與重力場的強度及液體的粘度有關。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。

此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時還伴隨有擴散現(xiàn)象。擴散是無條件的的。擴散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴散越嚴重。而沉降是相對的，有條件的，要受到外力才能運動。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。因為顆粒越小沉降越慢，而擴散現(xiàn)象則越嚴重。所以需要利用離心機產(chǎn)生強大的離心力，才能迫使這些微?？朔U散產(chǎn)生沉降運動。

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(zhì)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。

分類標準

按分離因素Fr值分

可將離心機分為以下幾種型式：

1、常速離心機

Fr≤3500（一般為600~1200），這種離心機的轉速較低，直徑較大。

2、高速離心機

Fr=3500~50000，這種離心機的轉速較高，一般轉鼓直徑較小，而長度較長。

3、超高速離心機

Fr>50000，由于轉速很高（50000r/min以上），所以轉鼓做成細長管式。

分離因素Fr是指物料在離心力場中所受的離心力，與物料在重力場中所受到的重力之比值。

按操作方式分

可將離心機分為以下型式：

1、間隙式離心機

其加料、分離、洗滌和卸渣等過程都是間隙操作，并采用人工、重力或機械方法卸渣，如三足式和上懸式離心機。

2、連續(xù)式離心機

其進料、分離、洗滌和卸渣等過程，有間隙自動進行和連續(xù)自動進行兩種。

按卸渣方式分

可將離心機分為以下型式：

1、刮刀卸料離心機

工序間接，操作自動。

2、活塞推料離心機

工序半連續(xù)，操作自動。

3、螺旋卸料離心機

工序連續(xù)，操作自動。

4、離心力卸料離心機

工序連續(xù)，操作自動。

5、振動卸料離心機

工序連續(xù)，操作自動。

6、顛動卸料離心機

工序連續(xù)，操作自動。

按工藝用途

可將離心機分為：過濾式離心機、沉降式離心機。

按安裝的方式分

還可將其分為立式、臥式、傾斜式、上懸式和三足式等。

按國家標準與市場使用份額分為以下四種

1、三足式離心機

2、臥式螺旋離心機

3、碟片式分離機

4、管式分離機

按分離方式分

1、沉降式離心機

2、過濾式離心機

歷史發(fā)展

工業(yè)離心機誕生于歐洲，比如19世紀中葉，先后出現(xiàn)紡織品脫水用的三足式離心機，和制糖廠分離結晶砂糖用的上懸式離心機。這些早的離心機都是間歇操作和人工排渣的。

由于卸渣機構的改進，20世紀30年代出現(xiàn)了連續(xù)操作的離心機，間歇操作離心機也因實現(xiàn)了自動控制而得到發(fā)展。

工業(yè)用離心機按結構和分離要求，可分為過濾離心機、沉降離心機和分離機三類。

離心機有一個繞本身軸線高速旋轉的圓筒，稱為轉鼓，通常由電動機驅動。懸浮液（或乳濁液）加入轉鼓后，被迅速帶動與轉鼓同速旋轉，在離心力作用下各組分分離，并分別排出。通常，轉鼓轉速越高，分離效果也越好。

離心分離機的作用原理有離心過濾和離心沉降兩種。離心過濾是使懸浮液在離心力場下產(chǎn)生的離心壓力，作用在過濾介質(zhì)上，使液體通過過濾介質(zhì)成為濾液，而固體顆粒被截留在過濾介質(zhì)表面，從而實現(xiàn)液-固分離；離心沉降是利用懸浮液（或乳濁液）密度不同的各組分在離心力場中迅速沉降分層的原理，實現(xiàn)液-固（或液-液）分離。

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(nèi)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(nèi)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。

選擇離心分離機須根據(jù)懸浮液（或乳濁液）中固體顆粒的大小和濃度、固體與液體（或兩種液體）的密度差、液體粘度、濾渣（或沉渣）的特性，以及分離的要求等進行綜合分析，滿足對濾渣（沉渣）含濕量和濾液（分離液）澄清度的要求，初步選擇采用哪一類離心分離機。然后按處理量和對操作的自動化要求，確定離心機的類型和規(guī)格，后經(jīng)實際試驗驗證。

通常，對于含有粒度大于0.01毫米顆粒的懸浮液，可選用過濾離心機；對于懸浮液中顆粒細小或可壓縮變形的，則宜選用沉降離心機；對于懸浮液含固體量低、顆粒微小和對液體澄清度要求高時，應選用分離機。

離心分離機未來的發(fā)展趨勢將是強化分離性能、發(fā)展大型的離心分離機、改進卸渣機構、增加和組合轉鼓離心機、加強分離理論研究和研究離心分離過程化控制技術等。

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(nèi)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。