Máy ly tâm nằm ngang là thiết bị rất quan trọng của nhiều khâu sản xuất khác nhau trong các lĩnh vực công nghiệp. Chúng được sử dụng chủ yếu để bóc tách những vật liệu khác nhau của nhiên liệu hoặc thành phẩm.

Trong phòng thí nghiệm, máy ly tâm có công dụng tách những hỗn hợp các chất có tỉ trọng khác nhau. Vì vậy, Máy ly tâm đóng vai trò khá quan trọng. Trong bài viết này, Khang Kiên sẽ cùng bạn khám phá rõ hơn về máy ly tâm.

Máy ly tâm là gì?
Máy ly tâm là máy thực hiện quá trình phân ly dựa vào trường lực ly tâm để phân riêng hỗn hợp hai pha rắn – lỏng hoặc lỏng – lỏng thành các cấu tử riêng biệt.

Hay máy quay ly tâm được hiểu đơn giản hơn đó là máy thực hiện quá trình tách hoặc cô đặc các phân tử có khối lượng riêng khác nhau, thường là tách các pha rắn ra khỏi pha lỏng dựa trên kích thước các hạt và mật độ khác nhau giữa chúng nhờ lực ly tâm.

Do ảnh hưởng của trọng lực, hai phần tử có khối lượng khác nhau sẽ lắng ở những tốc độ tương đương với trọng lượng.

Tìm hiểu về lực ly tâm là gì?
Lực ly tâm là một lực quán tính xuất hiện trên mọi vật nằm yên trong hệ quy chiếu quay so với một hệ quy chiếu quán tính. Nó là hệ quả của trường gia tốc, xuất hiện trong hệ quy chiếu phi quán tính mà trong trường hợp này là hệ quy chiếu quay.

Cũng có thể hiểu lực ly tâm là phản lực của lực hướng tâm tác động vào vật đang chuyển động theo một đường cong (thành phần lực vuông góc với vận tốc và làm đổi hướng vận tốc), để giữ cho vật nằm cân bằng trong hệ quy chiếu quay.

Trong hệ quy chiếu quán tính, khi không có lực gì tác động vào các vật thể, chúng giữ chuyển động thẳng đều, theo định luật 1 Newton. Tuy nhiên chuyển động thẳng đều này lệch với chuyển động quay của hệ quy chiếu quay.

Ví dụ về một người ngồi trong xe ô tô đang đổi hướng: nếu không có lực ma sát giữa người và ghế, người sẽ tiếp tục đi thẳng, còn ô tô và ghế đổi hướng. Người bị dịch chuyển, một cách tương đối, lệch khỏi ghế.

Nhìn trong hệ quy chiếu quay, các vật thể, vốn chuyển động thẳng đều trong hệ quy chiếu quán tính, bị đẩy ra theo phương xuyên tâm quay. Lực đẩy vật thể ra, quan sát trong hệ quy chiếu này, chính là lực ly tâm.

CẤU TẠO CƠ BẢN VÀ PHÂN LOẠI CỦA MÁY LY TÂM
Cấu tạo của máy bao gồm có 4 phần chính như sau:
Phần quay: gồm một động cơ có vận tốc cao, lực ly tâm lớn, hệ thống giảm rung, giảm chấn động, rotor và adapter.
Phần điều khiển: Gồm một mạch điện điều khiển (mạch cơ bản hoặc mạch điều khiển PID) có chức năng cài đặt tốc độ, hẹn giờ ly tâm.
Hệ thống cảm biến: Cảm biến đóng cửa, cảm biến bất đối xứng, cảm biến quá tải, quá dòng và cảm biến rotor.
Thùng máy: Là một buồng kín nhằm đảm bảo quá trình ly tâm sẽ

Phân loại máy ly tâm
Có thể phân loại máy ly tâm theo các tiêu chí như:

Theo quá trình phân ly: máy ly tâm lắng, máy ly tâm lọc.
Theo phương thức làm việc: máy ly tâm làm việc gián đoạn, máy ly tâm làm việc liên tục và máy ly tâm tự động.
Theo kết cấu của bộ phận tháo bã: máy ly tâm tháo bã bằng dao; máy ly tâm tháo bã bằng vít xoắn; máy ly tâm tháo bã bằng pít tông.
Theo giá trị yếu tố phân ly phân ra máy ly tâm thường và máy ly tâm siêu tốc.
Theo kết cấu trục và ổ đỡ phân ra: máy ly tâm ba chân và máy ly tâm treo.

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY LY TÂM
Trong quá trình ly tâm lắng và lọc, nguyên liệu sẽ chuyển động quay cùng với rotor của máy. Lực ly tâm sẽ làm cho các cấu tử có khối lượng riêng khác nhau phân lớp theo hướng của gia tốc trường lực.

Thành phần của khối lượng riêng lớn nhất sẽ tập trung ở vùng xa tâm nhất, còn phần có khối lượng riêng nhỏ nhất sẽ tập trung ở tâm của rotor. Mỗi máy ly tâm có một đồ thị đặc trưng hoặc một bảng thể hiện mối quan hệ giữa tốc độ quay và lực ly tâm ứng với mỗi loại roto nó được chấp nhận.

Tùy vào cấu tạo bề mặt rotor mà quá trình ly tâm tiến hành theo nguyên tắc lọc ly tâm hay lắng ly tâm. Do đó phân loại máy ly tâm cũng có hai loại máy ly tâm: máy ly tâm lắng và máy ly tâm lọc.