離心機是利用離心力 ,分離液體與固體顆粒或液體與液體的混合物中各組分的機械。
離心機大量應用于化工、石油、食品、制藥、選礦、煤炭、水處理和船舶等部門。
按照
離心機的**高轉速分類,**高轉速低于10000r/min的離心機,稱為
低速離心機;**高轉速在 10000r/min 及以上**低于 30000r/min 之間的離心機, 稱為
高速離心機 ;**高轉速在 30000r/min 以上, 稱為超速離心機。在日常的計量工作中, 檢驗檢疫、食品、醫藥、生化等行業常常要求對其使用的離心機進行校準。根據實際情況 ,這些行業使用的一般是**高轉速低于 10 000r/min 的
低速離心機。在以往的工作中 ,由于技術手段有限 ,往往采取使用電子計數式轉速表對其進行校準。具體做法是 :在轉子上粘貼反光標, 啟動離心機,使用電子計數式轉速表對其進行測速, 將離心機設定轉速值與電子計數式轉速表示值進行比較。其中的問題是:shou先, 轉速表的測量范圍是(0 - 99999)r/min ,在實際操作中, 離心機轉速較高時, 由于手持轉速表的不穩定, 常常會有誤信號 ,導致測量結果不準確,離心機轉速越高 , 這種可能性就越大。其次, 安全問題。在測量中, 由于轉速表必須十分接近反光標, 也就是接近高速旋轉的轉子 ,如果轉速表脫手和轉子相碰 ,瞬間就會碎成片高速飛出, 傷害測試者。或者高速旋轉的轉子意外飛出 ,也會傷害測試者。現在jue大部分離心機出于安全設計 ,都會要求使用者在使用時蓋好離心機蓋, 否則離心機便不能動作。上述方法必須打開離心機蓋, 違反安全操作規定 ,有安全隱患 , 所以 , 要用其他方法對
低速離心機進行轉速校準。現在比較通用的有兩種方法 :
(1)利用加速度計 。將經過校準的加速度計固定在離心機的轉盤(或旋臂)上 , 使加速度計的敏感軸與轉盤(或旋臂)的徑向重合,調整離心機以不同的轉速工作,可以得到不同的向心加速度。加速度計上的向心加速度為:
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2 |
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2 2 |
4π2R |
那么, |
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a =ωR =4 |
π n |
R = T |
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1 |
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a |
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n = |
π |
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4R |
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式中 :ω—轉盤旋轉角速度;n —轉速, r/s ;T —旋轉周期;R —由旋轉軸中心到被試儀表敏感元件質量的慣性中心的徑向距離。
測定獨立參數時 ,實際測定 T 的精度很高 ,遠高于 0.1 %,而確定 R 的誤差有可能很大 。原因是 :①離心機的轉動軸在轉盤中央 ,加速度計到真實轉動軸中心線的徑向距離很難精確測定, 而存在誤差 ;②不同的加速度計在慣性力的作用下 ,確定敏感元件的慣性中心位置和慣性質量的位移時, 會產生測量 R 的系統誤差 , 該誤差有時會大大超過偶然誤差。對于長臂(R 值大)離心機 , 則測量 R 的相對誤差不大 , 但對小轉盤(R 值小)離心機 , 測量 R 的相對誤差就很顯著。這樣 ,就會造成確定向心加速度相對誤差增大。這種方法在離心機的旋臂上增加了質量, 造成了的旋臂的不平衡 ,會造成離心機的振動 ,轉速過高的情況下會造成離心機損壞。為避免這種情況,可以對稱的安裝兩只加速度計。
(2)利用頻率計。將特制的探頭放入離心機試樣腔內 ,通過軟線連接 ,將信號傳回二次儀表 ,進行測量。這種方法準確度高 ,也非常安全。
這里討論一種方法 ,筆者認為具有較強的可操作性。且校準過程中 ,離心機試樣腔內無探頭和連接線 ,更加安全。可以作為以上兩種方法的補充。這種方法利用高靈敏度測振儀及相關軟件。離心機有一項技術指標為“樣品容量不平衡容忍度” 。例如,貝克曼的Avanti J26XPI 高效離心機 , 其樣品容量不平衡容忍度為 2.5 %。可以人為的破壞旋臂的平衡, 在旋臂的一端加入適當配重, 但不大于樣品容量不平衡容忍度。離心機轉速較高時 ,甚**不用配重 ,自身的不平衡就可以被利用。離心機在這種狀態開始工作 ,會產生周期性的振動 ,而這種振動的周期和離心機的旋轉周期相同。用高靈敏度測振儀及相關軟件在離心機的工作環境進行測量 ,若靈敏度足夠高, 便可以捕捉到這種周期振動 ,也就測量了離心機的轉速。如圖中的結構 ,其運行**另一段石棉末端的時候離分離器 3 總結
底部更近。這樣在上端氣路端與氦氣一起輸出的油蒸汽就越少。這可能是具有(B)圖結構分離器的壓縮機運行過程中輸出氦氣中檢測到的 CO 較少的原因。
圖5 兩種不同的油氣分離器結構
(A)為前一種壓縮機(B)為后一種壓縮機中安裝的油氣分離器
壓縮機系統中的油氣分離器對輸出氦氣的純度以及壽命真情關鍵的作用, 如何保證油汽混合物在分離器內運行過程中完全分離是壓縮機系統的一項關鍵技術。也是整個 G -M 制冷機, 脈管制冷機的一項關鍵技術。我們通過色譜分析以及不同的結構對比 , 為壓縮機用的油汽分離器的結構優化提出了方向。
壓縮機輸出氣體的純度對制冷機的性能和運行壽命起著**關重要的作用。壓縮機性能的評價的參數主要是輸出氣體的壓力以及純度。壓力的測量我們可以通過壓力表比較容易的實現, 而氣體純度的原位、準確測量則比較困難。在本文中我們運用色譜儀通過一些管道連接實現了對壓縮機輸出氣體的純度進行原位、準確檢測。我們對比研究了兩種具有不同油氣分離器結構的壓縮機輸出氣體純度的差別, 并對其結構進行了分析。為以后生產高性能的壓縮機提供了指導。
