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洁净室气流组织原理及其应用

作者:无尘净化车间安装发表时间:2019-10-06 11:30:58浏览:

层流洁净室的进风面布满高效过滤器,整个送风面是一个大送风口,送风气流经静压箱和高效过滤器的均压均流作用,从送风口到回风口气流流线彼此平行,充满全室断面,以均速向前推进,就像个大活塞,把室内原污染空气排入回风口,从而达到净化室内空气的目的。由于气流的流线始终是平行的,无涡流,因此层流亦称平行流洁净室。根据气流组织形式分垂直层流洁净室和水平直层流洁净室。...
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  洁净室气流组织原理及其应用

  洁净室控制微粒污染的主要途径:

  1.控制污染源,减少污染发生量;

洁净室气流组织原理及其应用

  2.迅速有效地排除室内已经发生的污染;

  3.有效地阻止室外的污染侵入。(或有效地防止室内污染逸至室外)

  流体力学的概念:

  1.稳定流与不稳定流;(按照运动要素流速、加速度等有无时间因素)

  2.渐变流(流线之间基本是等距的,流线接近直线)与突变流;(按照流线形状)

  渐变流中包含有均匀流(渐变流的极限情况)与非均匀流;

  3.层流与紊流(按照有无质点交换)。

  一、非单向流洁净室原理

  主要特点:从来流到出流之间气流的流通断面是变化的。也称乱流。流态实质:急变流,紊流,稳定流。

  (1)孔板顶送 有全孔板顶送与局部孔板顶送之分。全孔板顶送风速小,气流分布均匀,可达到1000级洁净度。局部孔板顶送与全孔板顶送比,风速大,在墙侧有涡流并部分沿测墙向上翻卷,经顶棚到中间,随洁净气流向下流,混入和污染洁净气流。其洁净度可达10000级。

  (2)流线型散流器顶送 此种气流组织方式适用于4米以上的高大厂房。

  (3)高效过滤器风口顶送 高效过滤器布置在送风口,一般带扩散板,可获得1000级到100000级洁净度,是一种常用的气流组织形式。

  (4)侧送 一般采用侧送,同侧下侧回。此种形式适用于层高较低的厂房,多用于旧厂房改造。侧送室内涡流多,洁净度只能达到10000级,但工程造价低。

  非单向流洁净室的作用原理是:当一股干净气流从送风口送入室内时,迅速向四周扩散、混合。同时把差不多同样数量的气流从回风口排走,这股干净气流稀释着室内污染的空气,把原来含尘浓度很高的室内空气冲淡了,一直达到平衡。所以气流扩散的越快,越均匀,那么稀释的效果当然越好。

  非单向流洁净室的原理就是稀释作用。

  根据非单向流洁净室的工作原理,它可以达到的洁净度一般为1000~10 000(6-7)级,如果设计合理,部分情况下可达100(5)级。室内换气次数越大,一般来说,所得洁净度也越高。

  二、层流洁净室

  层流洁净室的进风面布满高效过滤器,整个送风面是一个大送风口,送风气流经静压箱和高效过滤器的均压均流作用,从送风口到回风口气流流线彼此平行,充满全室断面,以均速向前推进,就像个大活塞,把室内原污染空气排入回风口,从而达到净化室内空气的目的。由于气流的流线始终是平行的,无涡流,因此层流亦称平行流洁净室。根据气流组织形式分垂直层流洁净室和水平直层流洁净室。

  1、垂直单向流洁净室

  (1)顶棚满布高效过滤器送风,全地板格栅回风

  这是典型的垂直单向流洁净室,见图。

  优点是:可获得均匀向下的单向气流,因而自净能力强,能够达到最高的洁净度级别。

  缺点是:顶棚结构较复杂,造价和维护费用高,高效过滤器堵漏较困难。

  (2)侧布高效过滤器顶棚阻尼层送风,全地板格栅回风

  (3)顶棚和侧面双布高效过滤器送风,全地板格栅回风

  (4)全顶棚送风,两侧下回风

  2、水平单向流洁净室

  (1)送风墙满布高效过滤器水平送风,全墙面回风

  (2)“隧道”式单向流送风

  基本原理

  在单向流洁净室内,干净气流不是一股或几股,而是充满全室断面,所以这种洁净室不是靠掺混作用,而是靠推出作用将室内脏空气沿整个断面排至室外,从而达到净化室内空气的目的。

  3、主要特点

  (1)全室断面上的流速比较均匀。

  (2)至少在工作区内流线平行。流线平行指时均流线彼此平行。

  (3)至少在工作区内没有涡流。

  4、单向流洁净室的三项特性指标

  (流线平行度、非单向流度、下限风速)

  1、流线平行度

  流线平行的作用是保证尘源散发的尘粒不做垂直于流向的传播。如果这种传播范围在允许范围之内,则流线稍有倾斜也应该是许可的。这样,对于单向流洁净室就有一个允许的流线平行度。

  工作区是主要工艺进行的区域,所以洁净度级别是用工作区的含尘浓度表示的。我国对洁净室工作区的规定是:自地面向上0.8 – 1.5m ,因工作台面可能低到0.75 m ,因此,这里更严格地取为0.75 m。

  (1)脉动速度

  U=ū+△u

  u—瞬时流速;

  ū—时均速;

  △u—脉动速度。

  (2)非单向流度

  公式

  βu—非单向流度;

  ui—各测点的速度;

  ū —时均速;

  n —测点数。

  对于单向流洁净室, 应不大于0.25,否则说明该单向流洁净室的性能较差。

  3、下限风速

  (1)单向流洁净室气流速度的作用

  1)污染气流多方位散布:

  2)污染气流与送风气流同向:

  3)污染气流与送风气流逆向:

  4)全室被污染:

  (2)控制多方位污染

  对于人体,风速达0.22m/s时,在距人体0.3 m处,污染浓度已降低到5(100)级以下。

  (3)控制同向污染

  根据前面分析,若1.8 m高度位置散发的尘粒,希望不会超过该人的工作范围而进入相邻工作人员的范围(人体正中至两边的最大距离为0.5m),以至于造成污染,则送风速度应不小于0.3m/s。

  (4)控制逆向污染

  垂直单向流洁净室

  垂直单向流洁净室的主要逆向污染是从热源上升的气流,因此,其必要的送风速度应根据热源参数确定。

  水平单向流洁净室

  水平单向流洁净室的主要逆向污染是人行走引起的二次气流,因此,其必要的送风速度应根据二次气流的流速确定。

  (5)满足合适的自净时间

  在全室被污染的情况下,要能以合适的时间,迅速地使室内空气自净,这就与洁净室气流的流速有很大关系。气流速度大,自净能力强,自净时间短,但不经济。研究发现,气流速度大约在0.25 m/s以后,自净时间基本趋于一致,达一分钟左右,再提高速度,缩短自净时间的作用已不明显。

今天是 2020.06.03
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