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基于CFD的锂电池隔膜涂覆车间气流组织模拟与优化

2022-12-15 15:43:45

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01气流组织介绍一般来说,狭义的气流组织指的是置换送风等具体的送回风形式;而广义的气流组织是指送风口和回风口等设计带来的室内气流分布;室内类别可以是民用建筑的室
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气流组织介绍

一般来说,狭义的气流组织指的是置换送风等具体的送回风形式;而广义的气流组织是指送风口和回风口等设计带来的室内气流分布;室内类别可以是民用建筑的室内,也可以是工厂、实验室、机房等工业建筑的室内。良好的气流组织可以合理地组织室内空气的流动,它能使空气由送风口送入空间后,在扩散与混合的过程中,均匀地消除空间余热和余湿,带走室内的污染物,使室内空气的温度、湿度、气流速度、洁净度等指标满足室内的应用场景。

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02CFD在气流组织上的应用

CFD(计算流体动力学)技术利用计算机进行物理方程求解,从而获得对流体物理现象的仿真,它可以快速获得详细的数据,有效降低了试验与时间成本,并能够模拟多种不同工况。这些优点使得CFD技术越来越受欢迎,并在实际工程中得到了广泛的应用。因此,运用CFD技术仿真分析空间内的气流组织,对提出适合不同空间的通风方案有着非常重要的指导作用。

03万级锂电池隔膜涂覆车间气流组织CFD模拟仿真 

国内大部分隔膜厂家的洁净度在十万级个别工序达到了一万级水平,生产环境的洁净度一直以来作为涂布产品是否合格的重要衡量指标。异物或者粉尘的引入可能源于设备、原料、人员以及空气等多种因素,并随着室内空气会持续在空间内运动。控制异物、粉尘的产生,并且迅速排除出去,成为洁净室最核心的功能。良好的气流组织结构可以保障车间安全、高质、稳定、舒适的生产环境。

本案例对某锂电池隔膜涂覆车间进行气流组织模拟分析与优化设计,模型如下:

 

采用KEpsilon湍流模型进行计算,风洞环境采用标准大气压,基于CLABSO模拟软件,对涂覆车间洁净度进行气流模拟评估验证分析,并针对排风口进行优化设计,使车间达到良好的无尘效果。

原方案的评估验证


车间刨面流场模拟分析

      

两处高效风口中间会产生小的漩涡,漩涡高度低于1m。满足万级洁净室要求。

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设备位置的剖面高效风口设置不够;气流出现大量乱流。尤其是在设备位置,扬尘明显。


1.5m车间高度气流流场模拟分析

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除去送风口下方和回风口位置速度大,其余区域整体速度在0.2m/s左右。速度大小满足万级要求。1m高度设备区速度明显混乱,建议增加设备上风高效送风口。

改善前后对比

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作者: 苏州中源广科信息科技有限公司
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