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離心機有一個繞本身軸線高速旋轉(zhuǎn)的圓筒,，稱為轉(zhuǎn)鼓,，通常由電動機驅(qū)動。懸浮液（或乳濁液）加入轉(zhuǎn)鼓后,，被迅速帶動與轉(zhuǎn)鼓同速旋轉(zhuǎn),，在離心力作用下各組分分離，并分別排出,。通常，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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)高達610000,。決定離心分離機處理能力的另一因素是轉(zhuǎn)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(zhuǎn)鼓直徑來擴大轉(zhuǎn)鼓圓周上的工作面；分離機除轉(zhuǎn)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,。