1. 过滤设备及原理
过滤设备是多种过滤设施的通称,指用来进行过滤的机械设备或者装置,常见于工业生产中。过滤设备原理:是根据水质的情况采用相应的设计方案,以高效去除水体中的悬浮物、胶体、泥沙、粘土、腐殖物、颗粒物等杂质,降低水的浊度,达到水质澄清的目的。
过滤设备是用来进行过滤的机械设备或者装置,是工业生产中常见的通用设备。过滤设备总体分为真空和加压两类,真空类常用的有转筒、圆盘、水平带式等,加压类常用的有压滤、压榨、动态过滤和旋转型等。
按操作方式分类:间歇过滤机、连续过滤机。按操作压强差分类:压滤、吸滤和离心过滤
。工业上使用的典型过滤设备:板框压滤机(间歇操作)。
按介质类型分:空气过滤器。使受到污染的空气被洁净到生产、生活所需要的状态,也就是使空气达到一定的洁净度。
液体过滤器。使受到污染的液体被洁净到生产、生活所需要的状态,也就是使液体达到一定的洁净度。
网络过滤器。通过设置来阻挡垃圾信息,使显示在电脑屏幕上的信息尽量符合要求。同吸收的原理将不同颜色的光线分离。
光线过滤器
把一些不需要的光线吸收掉。
机械过滤污水处理最常用的方法,根据过滤介质不同,机械过滤设备分为颗粒介质过滤和纤维过滤两类,颗粒介质过滤主要以砂石等颗粒滤料作为过滤介质,通过颗粒滤料吸附作用和砂粒之间孔隙对水体中固体悬浮物截留作用实现过滤的,优点是易反冲,缺点是滤速慢,一般不超过7m/h;截污量少,其核心过滤层只有滤层表面;过滤精度低,只有20-40μm,并不适合含高浊度污水快速过滤。
2. 离心分离机的工作原理
离心分离机是利用固体悬浮物在高速旋转下产生离心力的原理使固液分离的一种设备。离心沉降分离过程比较复杂,它与颗粒密度、粒度分布、浓度、溶液特性以及处理工艺等因素有关,但不同禽畜粪便的沉降特性极其相似,提高离心加速度可加快粪污中固形物的沉降速度。
卧式螺旋离心机是典型的离心分离机,20世纪70年代初开始用于分离猪粪,经过多年的改进完善,分离性能大为提高,当猪粪的固体物含量为8%时,总悬浮物的去除率可达60%。
离心分离机的优点是分离效率高于斜板筛,而且分离后的固体物含水率相对较低。典型的卧式螺旋离心机的主要缺点是设备昂贵,能耗大,而且维修困难,因此推广应用受到限制。
3. 过滤原理和压滤机
一、过滤原理
过滤操作是利用重力或人为造成的压差使悬浮液通过某种多孔性过滤介质,悬浮液中的固体颗粒被截留,而滤液则穿过介质流出。
过滤过程的原理如图6-1所示。待过滤的悬浮液称为滤浆。对泥浆的过滤,泥浆就是滤浆。具有许多小孔用来截留固体颗粒的多孔材料称为过滤介质。通过过滤介质的液体称为滤液。被截留的物质称为滤饼。
在图6-1装置中,滤浆通入过滤介质上面,滤浆中的水分通过介质的小孔成滤液流出,固体物料被介质截留积成滤饼。过滤介质常为多孔织物。事实上,当滤饼形成后,其本身也变成一种过滤介质。
图6-1过滤原理示意图
1-滤浆;2-滤饼;3-过滤介质;4-滤液
过滤开始时,滤饼尚未形成,过滤阻力就是介质阻力。但是,随着过滤时间的增长,滤饼逐渐形成,滤液通过介质的阻力也逐渐增大,为了过滤能维持下去,就必须给以一定的动力。因此,在大多数情况下,为使滤液能克服阻力,易于流出,需要泵或真空泵来使过滤介质两侧维持一定的压力差。
过滤时,大于滤孔的颗粒被介质截留,小的微粒也会由于“架桥”等现象被截留。对于用织物介质过滤,开始时只有介质阻力,当滤饼形成后,过滤阻力为滤饼阻力和介质阻力之和;当滤饼达到相当厚度时,介质阻力可忽略不计,滤饼变成实际的过滤介质。由于滤浆所含颗粒大小不一,一般情况下,介质不能完全阻止细粒通过,故过滤开始时,滤液往往呈浑浊,过了一会儿后,滤液才显澄清。
泥浆过滤脱水操作并不是整个过程是恒速或恒压进行的,而是分阶段操作。因为如整个过程用恒速过滤,到操作末期,压强要求很高,恒压过滤虽简单,但因开始时滤布表面未形成滤饼,过滤速度过大,较细颗粒穿透滤布使滤液浑浊,有些颗粒堵塞在滤布孔隙,接着又在滤布表面形成比较致密的初期滤饼,使阻力增大,也给后来的过滤运作带来困难。故通常在操作开始阶段,采用低压,然后逐渐升压,当压力达到要求时,转为恒压过滤。即过滤是分阶段进行操作的,初期接近于恒速过滤,之后转为恒压过滤。
过滤操作时,单位时间通过单位过滤面积的滤液体积称为过滤速率。设过滤设备的过滤面积为A,在过滤时间为t时所获得的滤液量为V,则过滤速率v为
非金属矿产加工机械设备
式中,
过滤操作中,滤饼厚度不断增加,在一定压差下,滤液通过的速率
二、滤饼的洗涤
某些过滤操作为了把残留在滤饼内的可溶性杂质除去以提高固体的纯度,或者为了回收滤饼中残留的母液,在除渣前需要对滤饼进行洗涤。有时为了进一步提高固体纯度,需要经过多次浆液的过滤操作。
洗涤速率的表示与过滤速率相似。倘以V为洗涤液的体积,则速率为
洗涤水用量一般以所得滤液的百分比表示。洗涤水量除以洗涤速度,即得洗涤所需的时间。
三、压滤机的构造与操作
各种生产工艺形成的悬浮液性质有很大的差异,过滤的目的,原料的处理量也很不相同。长期以来,为适应各种不同要求而发展了多种形式的过滤机,这些过滤机按产生压差的方式不同可分成两大类:
1.压滤和吸滤:如叶滤机、板框压滤机、回转真空过滤机等。在非金属矿产加工中,用于泥浆脱水,要求泥饼含水分较低,一般用板框压滤机。
2.离心过滤:有各种间歇卸料和连续卸料的离心机。
板框压滤机
板框压滤机是所有加压过滤机中最简单和应用最广的一种机型。它由板和框交替装配而成。板和框均可由各种结构材料制成,如铸铁、木材、聚丙烯等。
滤板表面可做成骨架形式,或者开槽,或者钻孔以做为排液通路。滤框是中空的,在过滤过程中,滤饼在滤框内集聚,如图6-3所示。一般编织物的过滤介质覆盖着每块滤板的两个过滤表面。滤板和滤框的个数在机座长度范围内可自行调节,一般为10~60块不等,过滤面积约为2~80m2。
滤板和滤框可做成正方形或圆形,滤板和滤框垂直悬挂在一对横梁上,上推板固定于一端,另一端的压紧板借助于旋转丝杠和板手转动杆,或齿轮传动装置,或液压压紧装置使压紧板向前移动,把滤框压紧在两滤板之间,使其紧固不漏液,如图6-2所示。
图6-2板框压滤机
1-固定头;2-滤板;3-滤框;4-滤布;5-压紧装置
图6-3滤板和滤框
1-悬浮液通道;2-洗涤液入口通道;3-滤液通道;4-洗涤液出口通道
压滤机通过在板和框角上的通道,或板与框两侧伸出的挂耳通道加料和排出滤液。滤液通道贯通压滤机全部长度并接入末端的排液管道称为暗流式。如通过每块板上滤液阀流到压滤机下部的敞口槽则称为明流式。如果过滤的物料是有毒的、易挥发的物质,必须采用暗流式。
滤板和滤框的构造如图6-3。板和框的四角开有圆孔,组装叠合后即分别构成供滤浆、滤液、洗涤液进出的通道(图6-4)。操作开始前,先将四角开孔的滤布盖于板和框的交界面上,板和框压紧后,过滤操作时,悬浮液从通道1进入滤框,滤液穿过框两边的滤布,从每一滤板的左下角经通道3排出机外。待框内充满滤饼,即停止过滤。此时可根据需要,决定是否对滤饼进行洗涤。可进行洗涤的板框压滤机(可洗式板框压滤机)的滤板有两种结构:洗涤板与非洗涤板,两者应作交替排列。洗涤液由通道2(图6-3c)进入洗涤板的两侧,穿过整块框内的滤饼,在非洗涤板的表面汇集,由右下角小孔流入通道4排出。待洗涤完毕后,即停车松开螺旋,卸除滤饼,洗涤滤布,为下一次过滤作好准备。如图6-4所示。
图6-4板框压滤机的过滤和洗涤原理图
由上图可见,洗涤时,洗涤液所走的途程为滤饼的全部厚度,而在过滤时,滤液的途程只约为其一半;并且,洗涤液须穿过两层滤布而滤液只须穿过一层。此外,洗涤液所通过的过滤面积仅为滤液的一半。故在板框压滤机中洗涤速率仅约为最后过滤速率的1/4。
板框压滤板滤板尺寸范围为(100×100~1550×1550)mm2,滤框厚度为25~200mm,操作压力通用型为0.7MPa。一般金属材料制作的板框压滤板,对460×460mm2以上滤框,其操作压力为1MPa,对600~900mm的滤框,其操作压力为0.7MPa,大于900mm的滤框为0.5MPa,用木材制作的压滤机的滤框最大工作压力为0.45~0.5MPa,硬聚丙烯滤板和滤框工作温度在40℃以下,其操作压力为0.4MPa。压滤机的过滤速率和滤饼的密度受到各种因素的影响,由物料的性质、滤框的有效厚度和操作压力所决定,可靠的设计数据必须通过对物料的实验而获得。
板框压滤机结构简单紧凑,过滤面积大,主要用于过滤固体含量多的悬浮液。由于它可承受较高的压差,因此可用于过滤细小颗粒或液体粘度较高的物料,滤饼中含水量较一般过滤机低,单位产量占地面和空间少。但由于排渣和洗涤易发生对过滤介质的磨损,过滤介质寿命短,手动拆框劳动强度大,工作条件较差。近代各种自动操作板框压滤机的出现,使这一缺点在一定程度上得到克服。
我国生产的板框压滤机主要有BAS、BMS、BM、BA等型号,广泛应用于化工、石油、制药、食品、陶瓷及非金属矿产加工部门。压紧方式有手动螺旋压紧、机械螺旋压紧和液压压紧三类。
板框压滤机操作压力为0.6~0.8MPa,手柄旋紧压力为5MPa,液压压紧压力为30MPa。设备分为洗涤和不可洗涤两大类型。板框压滤机型号意义如下:B——板框,M——明流;A——暗流;S——手动;J——机械;Y——液压;例如,手动螺旋压紧明流式板框压滤机BMS60-810/25,代表过滤面积60m2,滤框尺寸810×810mm2,板框厚度为25mm。
自动板框压滤机是操作连续而过程间歇的板框压滤机。这类机器装有专门的机构分别完成自动压紧、自动开框、自动卸饼、自动冲洗滤布等操作步骤。由电器控制可使各个操作步骤按预先安排的程序自动完成,使整个生产过程实现了半自动控制和远距离操纵,因此,克服了古老的板框压滤机用手工操作带来的各种缺点。我国已生产
图6-5自动板框压滤机结构外形
自动板框压滤机操作时,可用0.5~0.6MPa压缩空气通入内腔,吹鼓橡胶膜,挤出滤渣水分,自动压干滤饼。当板框自动拉开时,橡胶膜恢复原状,将滤饼卸料。通过滤布的驱动机构,压滤机滤布在通过洗涤箱的行程中,接受喷水管喷水,刷辊与滤布反方向转动,实现了自动清洗滤布的目的。全部操作过程实现了半自动远距离控制。
表6-1列出了部分国产板框压滤机的规格和技术性能。
四、安装使用
1.压滤机的安装。将左右机架放在水泥基础上,上好横梁,打好水平,拧紧螺母,灌注混凝土入预留孔至满,待牢固后拧紧地脚螺栓螺母,装上滤片及压紧装置等其他零部件。
2.压滤机是和泥浆泵或隔膜泵配套使用的,泥浆从浆池吸入,泥饼又是一块块卸出的,故在流程布置上应全面考虑到浆池至压滤机的高差要小,线路短,弯曲小,泥饼容易输送到指定地点,清水的排泄方便等。
表6-1板框压滤机的技术性能
3.由过滤原理可知,操作程序最好在开头是从低压开始,维持近似于恒速过滤,一段时间后维持恒压过滤,这可以通过调压阀来控制。
4.为了防止泥浆喷漏事故,密封面要平整,压紧力要施加均匀,不要偏载。
5.要锁紧阴阳螺母,滤布的张挂松紧程度要适中,破损后要及时更换。
4. 简述离心过滤和普通过滤的区别,并说明过滤离心机操作循环包括哪几个阶段
原理不同,效果当然不同
离心过滤分离固-液混合或固-液-液混合,主要应用版的设备是离心分离权机,离心机驱动时滚筒圆周运动带动原料浆液离心加速度,由于混合组分不同成分的分子量、密度、大小及形状等彼此各不相同,在同一固定大小的离心力场中沉降速度也就不相同,由此便可以得到相互间的分离,于是就能做到分离过滤。
过滤就是根据原浆组分不同选用多孔介质(滤纸 砂岩 木炭层等)去除流体中的固体杂质,一般都是过滤不溶物和溶解物易分离的溶液
离心过滤能分离多相混合组分能高效保留,普通过滤应用范围较窄,组分回收损失大,各有优缺点。一般要做含量测定应该选择离心过滤,防止样品损失,如果是想收集不溶性的物质,那么过滤最好了做过滤要考虑原浆的组分是什么,什么物质是要留下的还有组分的一些物理特性等情况,根据情况选择使用过滤方法。
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大概也就是开机进料出液排料吧,用途不同型号也不同操作也有差异
纯手打望采纳~
5. 过滤的步骤
过滤是将悬浮在液体或气体中的固体颗粒分离出来的种工艺。其基本原理:在压力差的作用下,悬浮液中的液体(或气体)透过可渗性介质(过滤介质),固体颗粒为介质所截留,从而实现液体和固体的分离。
1)实现过滤具备的两个条件:
①具有实现分离过程所必需的设备;
②过滤介质两侧要保持一定的压力差(推动力)。
2)常用的过滤方法可分为重力过滤、真空过滤、加压过滤和离心过滤几种。
重力压力差由料浆液柱高度形成;真空过滤的推动力为真空源。
3)过滤具有特点:从本质上看,过滤是多相流体通过多孔介质的流动过程。
①流体通过多孔介质的流动属于极慢流动,即渗流流动。有两个影响因素,一是宏观的流体力学因素,二是微观物理化学因素。
②悬浮液中的固体粒五是连续不断地沉积在介质内部孔隙中或介质表面上的,因而在过滤过程中过滤阻力不断增加。
4)过滤的分类:分为两大类,分别为:滤饼过滤和深层过滤,滤饼过滤应用表面过滤机,深层过滤时,固体粒子被截留于介质内部的孔隙中。
5)滤饼过滤和深层过滤:
①滤饼过滤通常浓度较高的悬浮液,其体积浓度常高于1%。如果在料浆中添加絮凝剂,一些低浓度的悬浮液也可采用滤饼过滤。
②深层过滤多从很稀的悬浮液中分离出微细固体颗粒,故通常用于液体的净化。在效率相近的情况下,深层过滤器的起始压力一般比表面过滤机高,且随着所收集的颗粒增多其压力降会逐渐增高。
6)过滤的目的:在于回收有价值的固相,或为获得有价值的液相;或两者兼而收之或两者均作为废物丢弃。
1、不可压缩滤饼的过滤过程
(1)不可压缩滤饼的过滤过程
不可压缩滤饼:过滤时,流过滤饼的液体通过表面的运量传给固体颗粒的一个曳应力,该力通过点接触的颗粒向前传递并沿流动方向逐渐积累。若滤饼结构在此累积的曳应力的作用下颗粒不相互错动,滤饼的孔隙度不产生变化,则称这种滤饼为不可压缩滤饼。
工业上可压缩滤饼的原因:①料浆中实际上很少存在的单个颗粒,而常存在着程度不同的聚团,聚团界面承受不了液体的曳应力而使滤饼变形;②-10μm颗粒表面几乎均有盐膜,盐膜在流体作用下会产生变形;③固体颗粒在凝聚剂或絮凝剂作用下形成的凝聚体或絮团仅具很小的抗剪切性能,在液体作用下极易产生形变。
6. 离心脱水和真空过滤的基本原理
离心脱水是使物料高速旋转产生离心力,水被离心力甩出;
真空过滤是滤网上的物料被滤网背面的负压抽吸滤去水分。
7. 离心分离机的工作原理
离心分离机的工作原理:
离心分离机有一个绕本身轴线高速旋转的圆筒,称为转鼓,通常由电动机驱动。悬浮液(或乳浊液)加入转鼓后,被迅速带动与转鼓同速旋转,在离心力作用下各组分分离,并分别排出。通常,转鼓转速越高,分离效果也越好。
离心分离机的作用原理有离心过滤和离心沉降两种。离心过滤是使悬浮液在离心力场下产生的离心压力,作用在过滤介质上,使液体通过过滤介质成为滤液,而固体颗粒被截留在过滤介质表面,从而实现液-固分离;离心沉降是利用悬浮液(或乳浊液)密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理,实现液-固(或液-液)分离。
还有一类实验分析用的分离机,可进行液体澄清和固体颗粒富集,或液-液分离,分离粒度达0.1~0.5微米。比如常用的试管分离机,其转速为3000~20000转/分,装等量料液的玻璃试管对称插入摆架或角形转子的凹穴中,在离心力作用下料液在试管内沉降分层。超高速分析用分离机采用小直径沉降转鼓。这类分离机有常压、真空、冷冻条件下操作的不同结构型式。
离心分离机是利用离心力,分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械,又称离心机。主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开;或将乳浊液中两种密度不同,又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油);它也可用于排除湿固体中的液体。
分类:
工业用离心分离机按结构和分离要求,可分为过滤离心机、沉降离心机和分离机三类。分离机仅适用于分离低浓度悬浮液和乳浊液,包括碟式分离机、管式分离机和室式分离机。
离心机结构示意图过滤离心机和沉降离心机,主要依靠加大转鼓直径来扩大转鼓圆周上的工作面;分离机除转鼓圆周壁外,还有附加工作面,如碟式分离机的碟片和室式分离机的内筒,显著增大了沉降工作面。
指标:
衡量离心分离机分离性能的重要指标是分离因数。它表示被分离物料在转鼓内所受的离心力与其重力的比值,分离因数越大,通常分离也越迅速,分离效果越好。工业用离心分离机的分离印数一般为100~20000,超速管式分离机的分离印数可高达62000,分析用超速分离机的分离印数最高达610000。决定离心分离机处理能力的另一因素是转鼓的工作面积,工作面积大处理能力也大。
8. 离心过滤的介绍
离心过滤以离心力作为推动力,在具有过滤介质(如滤网、滤布)的有孔转鼓中加入悬浮液,固体粒子截留在过滤介质上,液体穿过滤饼层而流出,最后完成滤液和滤饼分离的过滤操作。按严格定义,离心过滤仅是指滤饼层表面留有自由液层,即经过滤形成的滤饼层内始终充满液体的阶段。这在工业上很少应用。工业上所应用的离心过滤,包括自由液面渗入滤饼层内部液体的脱除,有时还包括洗涤滤饼的水的脱除。离心过滤和离心脱水操作似乎很相似,但在流动机理和计算方法上是完全不同的。
9. 离心过滤机
离心过滤是以离心力为推动力,用过滤方式来分离固液两相混合物的操作。悬浮液中的固相颗粒在离心力场中为过滤介质所截留,并不断堆积成滤饼层,液体借离心力通过所形成的多孔滤饼而分离。
一、过滤机理
离心过滤可获得比离心沉降较干的渣,机理较为复杂,不同的物料在同样条件下进行离心过滤,常得到含有不同数量液相的渣,这与液体充满滤渣孔隙的程度有关,可将滤渣孔隙中的液体有条件地分为吸附的、薄膜的、毛细管的和自由的液体。
离心过滤过程可分为三个主要阶段:①滤渣的形成,②滤渣的压紧,③被毛细管和分子吸引力所保留于滤渣中的液体排除(或称滤渣机械干燥)。在此三个阶段中,第一阶段与一般过滤相似,但这时的压力差主要取决于离心力场作用在悬浮液上所产生的液压头,滤渣和过滤介质有较大的曲率,过滤面积随半径而变化,而滤渣不仅在液体作用下,而且还在滤渣骨架质量力作用下受到压紧。
第二阶段也可称为滤渣的集聚阶段,在此时间内被离心分离的物料实际上是两相物系,开始时固体颗粒排列并不紧凑,彼此间有最小的接触点。在滤渣上,由于有力场的作用,它的骨架力图使颗粒排列得更密实。这时除骨架作用在液相上所产生的压力以外,由于离心力场的作用,对液相产生压力。挤压时压力的变化取决于滤渣中所含的液体量。在第二阶段,滤渣的排出过程的速度取决于这些压力及渣的流体阻力。随着离心过滤过程的进行,骨架中压力增大的同时产生的滤渣被压紧,当渣的压紧结束时,离心力场作用在固相颗粒上所产生的全部压力完全转移到渣的骨架上。
第三阶段开始时,在颗粒接触处和颗粒的表面上保留有毛细管力和分子力所保持的液体。其中一部分在离心力、惯性和流经滤渣的空气流的作用下向滤网方向从一个接头向另一个接头,借助机械方法除去。
在工业生产中,一般为浓度较高物料的离心过滤,这种情况没有滤渣形成阶段,或者持续时间很短。实际上,由滤渣压紧和机械干燥组成的这个过程称为离心挤压。
二、三足式离心机构造与操作
过滤式离心机有三足式、上悬式、刮刀卸料式、活塞推料式、振动式等。三足式离心机是一种常用的人工卸料的间歇式离心机。图6-6为其结构示意图。
图6-6上部卸料三足式离心机
1-底盘;2-支柱;3-缓冲弹簧;4-摆杆;5-转鼓体;6-转鼓底;7-拦液板;8-机盖;9-主轴;10-轴承座;11-制动器把手;12-外壳;13-电动机;14-三角皮带轮;15-制动轮;16-滤液出口;17-机座
三足式离心机的主要部件是一篮式转鼓,壁面钻有许多小孔,内壁衬有金属丝网及滤布。整个机座和外罩藉三根拉杆弹簧悬挂于三足支柱上,以减轻运转时的振动。料液加入转鼓后,滤液穿过转鼓于机座下部排出,滤渣沉积于转鼓内壁,待一批料液过滤完毕,或转鼓内的滤液量达到设备允许的最大值时,可停止加料并继续运转一段时间以沥干滤液。必要时,也可于滤饼表面洒以清水进行洗涤,然后停车卸料,清洗设备。
三足式离心机的转鼓一般较大,直径为335~2000mm,容积为7.5~100L,转鼓转速600~3350r/min,分离因数400~2120。
三足式离心机对物料的适应性强,过滤、洗涤时能按需要随时调节,可得到较干的滤渣和进行充分的洗涤,固体颗粒几乎不受破坏。此外还具有机器运转平稳、结构简单、造价低廉等优点。但是其为间歇操作,生产中辅助时间长,生产能力低,劳动强度大。在一些工厂中仍作为脱水设备。
过滤式三足离心机根据其卸料方式的不同,有:三足式上部人工卸料离心机,国家标准规定的代号为SS,三足式下部人工卸料离心机(SX),三足式自动上部卸料离心机(SS2),三足式自动下部卸料离心机(SX2)。
表6-2列出部分三足式离心机的技术性能。
表6-2三足式离心机技术性能
10. 离心沉降和离心过滤,以离心机为例在原理和结构上是否相同为什么
离心沉降来和离心过滤肯定是自有区别的,但是原理是一样的,都是通过不同物质离心力的差异,进行分离的过程,而且设备结构也会因体系的不同而异。
举两个例子,可以使用旋风分离器通过离心沉降的方式来分离气体和颗粒物,也可以使用离心过滤机通过离心过滤的方式来分离液体和悬浮物,一般离心过滤都是有过滤介质(如滤网、滤布)的,而离心沉降不需要。
离心分离因数是离心分离设备的重要性能指标。数越大,说明分离效果越好。