離心機的原理

1、 將樣品放入離心機轉(zhuǎn)頭的離心管內(nèi)，離心機驅(qū)動時，樣品液就隨離心管做勻速圓周運動，于是就產(chǎn)生了一向外的離心力。懸浮液在高速旋轉(zhuǎn)下，由于巨大的離心作用，使懸浮的微小顆粒以一定的速度沉降，從而使溶液得以分離。由于不同顆粒的質(zhì)量、密度、大小及形狀等彼此各不相同，在同一固定大小的離心場中沉降速度也就不相同，由此便可以得到相互間的分離。沉降速度跟離心機的轉(zhuǎn)速也有關(guān)聯(lián)。我們可通過重力作用下觀察到它們的沉降過程。原因：由于微粒的熱運動而產(chǎn)生的質(zhì)量遷移現(xiàn)象，主要是由于密度差引起的。 顆粒越小降越慢，而擴散現(xiàn)象則越嚴(yán)重。如果加大重力，就可能 克 服 擴 散 現(xiàn)象的不利影響。（一）離心力離心力：由于物體旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生脫

2、 離旋轉(zhuǎn)中心的力，也是物體作圓周運動所產(chǎn)生的向心力的反作用力。離心運動：物體遠(yuǎn)離圓心運動的現(xiàn)象。是由于向心力消失或者不足而造成的。 F = m2r =m(2N/60)2F 為離心力的強度； m 為沉降顆粒的有效質(zhì)量； 為離心轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角速度，其單位為rad/s； r 為離心半徑(cm)，即轉(zhuǎn)子中心軸到沉降顆粒之間的距離。 離心力是衡量離心機最重要的參數(shù)之一，也是離心機檔次的區(qū)別標(biāo)準(zhǔn)之一， 離心機在出廠的時候都會給出該離心機的最大離心力。 轉(zhuǎn)子的半徑和樣品質(zhì)量在運轉(zhuǎn)的時候是不變的，只有轉(zhuǎn)速可以通過控制發(fā)生變化，因此我們往往習(xí)慣用轉(zhuǎn)速來描述一個離心機。如：高速離心機，超高速離心機。通常顆粒在離心過

3、程中的離心力是相對于顆粒本身所受的重力而言，因此把這種離心力叫做相對離心力。只要RCF不變，一個樣品可以在不同的離心機上獲得相同的結(jié)果。用表示很顯然，離心力隨著轉(zhuǎn)速和顆粒質(zhì)量的提高而加大，而隨著離心半徑的減小而降低。離心力通常以相對離心力RCF 表示，即離心力F 的大小相對于地球引力(G)的多少倍，單位為g，其計算公式如下： RCF= 1.119105(h)2rg 可以看出，在同一轉(zhuǎn)速下，由于F的不同，RCF相差會很大，實際應(yīng)用時一般取平均值。在離心實驗的報告中，RCF、r 平均、離心時間t 和液相介質(zhì)等條件都應(yīng)表示出來，因為它們都與樣品的沉降速度有直接的聯(lián)系。顯然RCF是一個只與離心機相關(guān)的

4、參數(shù)，而與樣品并無直接的關(guān)系。重力沉降：液體中的微粒受重力的作用，較重的微粒下沉與液體分開。微粒在液體節(jié)制中沉降將受到介質(zhì)的浮力，介質(zhì)阻力及擴散現(xiàn)象的影響。一個顆粒要沉降，它必須置換出位于它下方等體積的溶液，這只有當(dāng)顆粒的質(zhì)量大于被置換出的液體的質(zhì)量時才能通過離心的手段達(dá)到，否則，在離心過程中顆粒將發(fā)生向上漂浮，而不是下沉。當(dāng)顆粒在運動時，不論方向如何，它都要穿過溶劑分子，所產(chǎn)生的摩擦力總是與顆粒運動的方向相反。 沉降速度：指在強大離心力作用下，單位時間內(nèi)物質(zhì)運動的距離。dxdt=m(1-0/)g/f式中0為介質(zhì)的密度，為微粒的密度，g為重力加速度，f為阻力系數(shù)。由上式可知，微粒的沉降速度與m(1-0/)g成正比，與阻力系數(shù)f成反比。沉降時間：如轉(zhuǎn)速已知，則需確定分離某粒子所需的時間。K系數(shù)：用來描述一個轉(zhuǎn)子中，將粒子沉降下來的效率。K系數(shù)與離心轉(zhuǎn)速及粒子沉降的路徑有關(guān)，故為一個變數(shù)。沉降系數(shù)：顆粒在單位離心力場作用下的沉降速度，單位為秒。 在離心機中，離心管放于離心轉(zhuǎn)頭里，當(dāng)離心機開動時，離心管繞離心轉(zhuǎn)頭的軸旋轉(zhuǎn)，作圓