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洁净室的气流组织设计要点与仿真验证

发表时间: 2021-12-31 15:07:40

作者: 苏州中源广科信息科技有限公司

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洁净室的气流组织与一般空调的气流组织方式不同。而洁净室气流组织的主要任务,是供给足量的清洁空气,稀释并替换室内所产生的污染物质,使室内洁净度保持在允许范围之内。一般空调房间多采用乱流度大的气流组织形式,利用较少的通风量尽可能提高室内的温、湿度场的均匀程度,使送风与室内空气充分混合,形成均匀的温度场和速度场

洁净室的气流组织设计要点与仿真验证

 

为保证室内空气的温度、湿度、流速及洁净度等满足工艺要求和人员的舒适度要求,就必须设计合理的气流组织,使室内空气的流动符合洁净室设计要求。

洁净室的气流组织与一般空调的气流组织方式不同。而洁净室气流组织的主要任务,是供给足量的清洁空气,稀释并替换室内所产生的污染物质,使室内洁净度保持在允许范围之内。一般空调房间多采用乱流度大的气流组织形式,利用较少的通风量尽可能提高室内的温、湿度场的均匀程度,使送风与室内空气充分混合,形成均匀的温度场和速度场。

洁净室气流组织设计应遵循以下要点:

 

 

一、单向气流组织设计要点

1)防止过滤器漏泄

如果过滤器漏泄,应使单向流气流组织的优点受到损坏,所以应力求避免。

2)确保室内送风气流均匀

提高过滤器的满布率,以减少边框盲区的影响。

3)提高送风速度的均匀性

造成送风速度不均匀的原因有过滤器和静压箱压力不均以及向静压箱送风的速度太大等。克服送风不均的主要措施有:

①严格选用高效过滤器,安装时应根据各台过滤器阻力大小进行合理调配,使送风面上各过滤器之间每台过滤器阻力和各台平均阻力小于5%

②过滤器下方设阻尼层,甚至设不均匀阻尼层,加大静压箱高度,大于800mm更好。

③改集中管道给静压箱进风为分散管道进风。

④如果进风速度太大或只能单侧进风,则可在进风口附近的过滤器上安装可调挡板,也可增加静压箱内阻力,在出口不远处设多孔板。 

4)提高回风口速度的均匀度

在送风管上采取的措施可以用到回风管上,如分散风管、设调节阀、在回风口安装阻尼布,把回风速度降到5m/s以下,调节地面开口比等等。

二、非单向流气流组织设计要点:

1)保持正压

 ①加压空气量

洁净室内加压空气量主要决定于渗漏风量,若以换气次数表示加压风量,可参考下表,在概算时,换气次数取2-3次。

 

②加压控制

加压程度要考虑围护结构强度,开门是否方便等因素,一般控制和邻室压差在5-20Pa(0.5-2 mmH2O)范围内。

2)局部发尘的控制

乱流洁净室内由于气流是乱流,粉尘可以扩散到任何地方,如果局部地点发尘而平均地影响全局,是很不好的,即使增加很多换气次数,效果也不明显。最好的办法是从局部气流组织的处理上着眼,对局部发尘设备加以围挡和进行局部排风。

3)风机压头选择

过去习惯按过剩的原则来选择风机压头,这并不合适,过滤器实际运行的风量都小于额定风量,若按过滤器阻力2倍选风机,使开始时风机压头富裕大多,风量和风速太大,如果把阀门关得太小,则又要产生很大的噪声,所以当系统阻力可以作比较细的计算时,粗效至高效过滤器的终阻力可按初阻力分别加50120Pa来计算,如果系统阻力不便计算或为了估算也可以用2倍初阻力的习惯方法。

 

4)风机的选择

应选用高效率、低噪声的风机,重要的是工作点应选在风机性能曲线中倾斜度较大的部分,且此性能曲线也尽量选用陡斜的,而不选用平坦的,这样风压变化较大时风量变化较小,不致有大的影响。

总结以上两个设计要点,气流组织在洁净室是非常重要的,很多场合都需要使用CFD仿真技术进行气流模拟分析评估,对设计方案进行仿真验证。借助CFD计算机虚拟实验将结果可视化,“事前”查看实际工况下的气流情况(包括流速、压力、温湿度、空气龄(空气新鲜度等),并可快速定位问题,为设计方案调整提供优化方向,从而提高工程施工质量,缩短工期,降低洁净室投资等

 

 

                                洁净室压力云图

                         洁净室空气龄分析图


 


洁净室速度矢量图

  

洁净室整体含湿量分布图

 

洁净室整体温度分布图

 

洁净室气流偏转角分布图


洁净室的气流组织设计要点与仿真验证
洁净室的气流组织与一般空调的气流组织方式不同。而洁净室气流组织的主要任务,是供给足量的清洁空气,稀释并替换室内所产生的污染物质,使室内洁净度保持在允许范围之内。一般空调房间多采用乱流度大的气流组织形式,利用较少的通风量尽可能提高室内的温、湿度场的均匀程度,使送风与室内空气充分混合,形成均匀的温度场和速度场
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