離心式分子蒸餾器的工作原理如下：
1. 物料分布與成膜：
- 待分離的液體混合物通過進料系統(tǒng)被送到高速旋轉的轉盤中央。轉盤通常以較高的速度旋轉，比如每分鐘數(shù)千轉甚至更高的轉速。
- 物料在離心力的作用下向轉盤邊緣擴散，并在旋轉面迅速擴展形成極薄的液膜。由于離心力的存在，液膜的厚度可以被控制得非常薄且分布極為均勻。
2. 加熱蒸發(fā)：
- 在液膜形成的同時，蒸餾器的加熱系統(tǒng)對轉盤及液膜進行加熱。物料獲得熱量后，液膜中的分子運動加劇，當分子獲得足夠的能量時，就會從液膜表面逸出而成為氣相分子。
- 因為液膜薄，物料能夠在短時間內(nèi)快速被加熱至適合蒸發(fā)的溫度，并且受熱均勻，大大提高了蒸發(fā)的效率。
3. 分子飛射與分離：
- 從液膜表面逸出的蒸氣分子在高真空環(huán)境下向對面的冷凝面飛射。在這個過程中，蒸氣分子基本不與其他分子發(fā)生碰撞(或者碰撞概率極低)，可以看作是近似自由地向冷凝面運動。
- 不同物質(zhì)的分子由于其分子質(zhì)量、大小等因素的不同，具有不同的分子運動平均自由程。輕分子的平均自由程較大，能夠順利地到達冷凝面；而重分子的平均自由程較小，在到達冷凝面之前就會失去動能，無法到達冷凝面。
4. 冷凝與收集：
- 當輕分子到達冷凝面時，由于冷熱兩面間存在足夠的溫度差，輕分子會在瞬間冷凝成液體。
- 冷凝后的液體分子會沿著冷凝面流下，通過特定的收集裝置被收集起來，從而實現(xiàn)了與重分子的分離。而重分子則會沿著轉盤邊緣的特定通道排出，或者在蒸發(fā)面附近積累，隨后通過相應的排出裝置排出蒸餾器。
總的來說，離心式分子蒸餾器利用高速旋轉的轉盤產(chǎn)生的離心力形成極薄的液膜，在高真空、加熱的條件下，根據(jù)不同分子的平均自由程差異實現(xiàn)物質(zhì)的高效分離。這種工作原理使得離心式分子蒸餾器具有蒸發(fā)效率高、分離效果好、適用于熱敏性物質(zhì)分離等優(yōu)點，但同時也存在結構復雜、制造及操作難度大、設備成本高等特點。
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