一、引言

   100級的清潔廠房或藥業(yè)公司房廣泛選用單邊流凈化室以造就清潔自然環(huán)境。流線型平面度做為單邊流凈化室的三項特點指標值之一，在較大水平上體現(xiàn)了凈化室可以到達的清潔實際效果。單邊流凈化室最滿意的情形是流線型平行面，其功效是確保塵源釋放的細顆粒物未作垂直平分流入的散播。假如這類散播在容許范疇內(nèi)，則流線型稍有歪斜也是批準的，那樣，針對單邊流凈化室就有一個容許的流線型平面度，按流線型平面度的規(guī)定，中國一般要求氣旋偏向角小于或等于25度，而IEST要求不超過14度。文中即將探討的種類為頂篷密布高效送風口排風，全木地板格珊送風的凈化室，木地板格珊回風管道的開孔率立即危害著氣旋平面度，打孔率過大，氣旋平面度不太好，而打孔率過小，摩擦阻力非常大，管口處的風力過大，從而造成噪音，消耗能用。ASHRAE要求為防止噪音過大，風力應(yīng)低于5m/s，在文中談?wù)摰膸最惞ぷ鳡顩r下（排風速率為0.25m/s，木地板開孔率為0.1,0.2,0.3和0.4）管口速率都達到此標準，因此這里不需要考慮到噪音的問題。因而文中充分考慮氣旋平面度、合理性要素，在有限元分析的基本上，融合實測值，得出了不一樣清潔屋子跨距相匹配的木地板回風管道開孔率的最佳值，為單邊流凈化室的設(shè)計方案和搭建給予參照。

二、概念模型

  文中以長25m，層高2.8m，跨距各自為6,12,18和24m的4種豎直單邊流凈化室為概念模型，選用頂篷密布高效送風口排風，全木地板格珊送風的送到風方法，木地板送風靜壓箱相對高度為1m。因為文中只對各種各樣屋子跨距的空態(tài)狀況開展科學研究，因此沒有考慮到清潔屋內(nèi)的機器設(shè)備和工作人員問題。下面的圖是跨距為6m的凈化室。

三、數(shù)學分析模型及初始條件

文中選用房間內(nèi)零方程式實體模型，對此類凈化室的空態(tài)狀況實現(xiàn)了科學研究。在得出數(shù)學分析模型以前，小編對所給的概念模型先作適度的優(yōu)化和假定；

1、氣流組織為不能縮小常物理性能非牛頓液體，穩(wěn)定流動性，并忽視品質(zhì)力。

2、房間內(nèi)無內(nèi)熱原，且排架結(jié)構(gòu)隔熱，不考慮到動能的變動和危害。

擁有以上的假定之后，文中所采用的數(shù)學分析模型可由下列2個方程式構(gòu)成：

         連續(xù)性方程

         動量方程

初始條件為：排風速率取0.25m/s，回風管道和通風口設(shè)定為隨意出流。

四、有限元分析的效果和剖析

    小編對4種工作狀況下的豎直單邊流凈化室開展了仿真模擬，并探討了其流線型圖及工作區(qū)域（路面以上1-1.5m的地區(qū)）的均值氣旋偏向角，仿真模擬結(jié)果見圖2-5.

1、跨距為6m的凈化室仿真模擬結(jié)果與剖析

由圖2可以看得出，跨距為6m的凈化室在4種工作狀況下的流線型相距并不大，木地板格珊回風管道以上的地區(qū)氣旋偏向角廣泛較小，由表1還可以看得出工作區(qū)域的均值氣旋偏向角都低于14度，即4種工作狀況都達到中國規(guī)范和IEST標準，充分考慮金錢問題，小編覺得二種規(guī)范跨距為6m的凈化室開孔率最佳值都為0.4.

2、跨距為12m的凈化室仿真模擬結(jié)果與剖析

由圖3由此可見，房間內(nèi)流線型伴隨著木地板開孔率的擴大，其歪斜水平持續(xù)上升，即氣旋偏向角持續(xù)擴大。當開孔率為0.1和0.2時，木地板格珊回風管道以上的地區(qū)氣旋偏向角廣泛較小。當開孔率為0.3和0.4時，屋子下邊有一些氣旋偏向角乃至達到40度上下，因為關(guān)鍵考慮到工作區(qū)域的氣旋偏向角，故由表2由此可見，4種工作狀況仍能達到IEST和中國標準，充分考慮金錢問題，小編覺得跨距為12m的凈化室開孔率最佳值仍為0.4。

3、跨距為18m的凈化室仿真模擬結(jié)果與剖析

由圖4由此可見，伴隨著房間內(nèi)流線型伴隨著木地板開孔率的擴大，其歪斜水平很持續(xù)上升，即氣旋偏向角持續(xù)擴大。當開孔率為0.1時，工作區(qū)域的氣旋偏向角不大，達到IEST和中國標準的規(guī)定。當開孔率擴大為0.2,0.3和0.4時，氣流組織偏向角顯著擴大，一部分地區(qū)乃至達到60度，超過了二種標準的規(guī)定，可是只考慮到工作區(qū)域的氣旋偏向角，由表3由此可見，僅有開孔率為0.1的工作狀況達到IEST的規(guī)定，而開孔率為0.1,0.2,0.3的工作狀況都合乎中國標準，充分考慮經(jīng)濟發(fā)展要素，覺得依照我國規(guī)范，0.3是跨距為18m的凈化室的開孔率最佳值。

4、跨距為24m的凈化室仿真模擬結(jié)果與剖析

由圖5由此可見，伴隨著房間內(nèi)流線型伴隨著木地板開孔率的擴大其歪斜水平提升的十分明顯，即氣旋偏向角持續(xù)擴大。當開孔率為0.1時，工作區(qū)域的均值氣旋偏向角僅有10.8度，達到二種標準的規(guī)定。但當開孔率擴大為0.2,0.3和0.4時，氣流組織偏向角顯著擴大，一部分地區(qū)達到70度，工作區(qū)域的氣旋偏向角也都超過了規(guī)范化的規(guī)定。故0.1是二種規(guī)范下跨距為24m的凈化室的開孔率最佳值。

5、不一樣跨距下工作區(qū)域均值氣旋偏向角與木地板格珊開孔率的關(guān)聯(lián)

從圖6可以看得出，氣旋偏向角會遭受屋子跨距和木地板回風管道打孔率兩層面的危害，當在其中一個固定不動，另一個擴大時，氣旋偏向角會隨著擴大，而且屋子跨距或木地板回風管道開孔率越大，這類提升的地區(qū)越顯著。

 針對不僅有的跨距很大的凈化室，若對木地板格珊開展更新改造，可以按照詳細情況提升部分填料回風管道的打孔率以節(jié)約人工和資產(chǎn)。除此之外，因為跨距為24m的凈化室木地板回風管道選用密布狀況會消耗資產(chǎn)，故從節(jié)約項目投資的角度觀察，可以采取分散化布局填料回風管道，適度提升格珊開孔率的辦法來減少氣旋偏向角，以做到一樣好的清潔實際效果。假如情況容許，還可以在屋子中間提升一條送風安全通道，變向的減少屋子跨距，從而使木地板格珊的開孔率擴大，從長久考慮到，可以在確保不錯潔凈度等級的基本上節(jié)約耗能。

五、試驗認證

  2006年7月，對跨距為24m的某千級電子器件凈化車間開展了當場檢測和有限元分析，評測中以3m為間隔在離地1.5m相對高度勻稱設(shè)點，運用泗縣逐點測到各測量點的線絲飄舞視角，即量出各測量點的氣旋偏向角，仿真模擬結(jié)果和評測數(shù)據(jù)信息符合優(yōu)良，因為模型簡化和線絲作用力等因素很有可能導(dǎo)致仿真模擬結(jié)果和評測數(shù)據(jù)信息間存有一些差別，但基本上無很大危害。從氣旋偏向角的仿真模擬值和實測值看，氣旋偏向角廣泛偏大，在8-85度中間，有一些乃至貼近90度，嚴重影響了電子設(shè)備的達標率，故需對其自然通風開展提升改進。因為屋子跨距比較大，因此該凈化室原計劃方案采用分散化布局填料回風管道的方式，回風管道部位的不規(guī)范也有可能會造成氣旋平面度較弱，可是小編根據(jù)仿真模擬發(fā)覺，純粹調(diào)節(jié)回風管道的地方對部分流線型的偏向角可以帶來一定的功效，但從整體實際效果看，不可以壓根改進氣旋偏位的現(xiàn)況，這類改進方式也只能具有調(diào)整功效，可以做為汽體改進方式的填補。依據(jù)調(diào)查，此凈化室的木地板回風管道開孔率為0,4，摩擦阻力不大，導(dǎo)致送風靜壓箱內(nèi)壓力分布不均勻，促使各回風管道回排風量的差異性非常大，故氣旋偏向角過大的因素主要是在因此回風管道摩擦阻力過小，文中主要是探討根據(jù)擴大回風管道摩擦阻力來改進氣流組織偏向角，該方式盡管可以合理減少氣旋偏向角，可是假如全方位擴大回風管道摩擦阻力將使更新改造量比較大，依據(jù)當場評測的結(jié)果是，僅僅距送風夾墻較近的5m地區(qū)內(nèi)，回風管道里外靜壓箱比較大，因而，從降低更新改造勞動量的視角，可以在部分擴大回風管道的摩擦阻力。

   依據(jù)第3.4節(jié)中提及的跨距為24m凈化室木地板回風管道密布時強烈推薦開孔率為0.1，從節(jié)約項目投資的角度觀察，可以按照詳細情況適當提升部分填料回風管道的打孔率來減少氣旋偏向角，以實現(xiàn)良好的清潔實際效果。因此在有限元分析中，小編將距兩邊送風夾墻5m內(nèi)的回風扣的開孔率設(shè)置為0.15，仿真模擬數(shù)據(jù)顯示擴大部分摩擦阻力后氣旋偏向角顯著減少，能達到標準的規(guī)定，在現(xiàn)場以有限元分析結(jié)果為具體指導(dǎo)，對填料開孔率開展了調(diào)節(jié)，通過當場評測發(fā)覺各點偏向角均值從51度減少到19度。改進前后左右的仿真模擬結(jié)果和實測值見圖7.

   自然通風隊格珊開孔率開展部分調(diào)節(jié)，氣旋偏向角顯著減小，改進前后左右氣流偏向角的比照結(jié)果如表5所示。從測算看，氣流偏向角超出25度的測點由60%降低到8.8%，氣流偏向角的平均值減小到14度，基本上可以達到應(yīng)用規(guī)定。

六、結(jié)果

  1、用CFD方式對不一樣跨距百級潔凈室在不一樣木地板回風管道開孔率狀況下的勢流開展仿真模擬剖析，可以合理的預(yù)測分析清潔房間內(nèi)勢流的劃分狀況，進而得到百級潔凈室木地板回風管道的強烈推薦開孔率，為之后百級潔凈室的設(shè)計方案和搭建給予產(chǎn)考的提議。不一樣跨距的百級潔凈室所相應(yīng)的木地板回風管道最好打孔率如表6所示。

 2、從每一種工作狀況下的流線型圖都能夠看得出步驟具備下述特性：勢流兩邊邊沿處流線型和中心地段流線型類似豎直，而在1/4室寬處最開始發(fā)生彎折流線型，此后向兩邊流線型豎直不可逆性越變越好。

 3、氣流偏向角會遭受屋子跨距和木地板回風管道打孔率兩層面要素的危害，當在其中一個固定不動，另一個擴大時，氣流偏向角會隨著擴大，而且屋子跨距或木地板回風管道開孔率越大，這類提升的發(fā)展趨勢越顯著。

 4、文中僅僅根據(jù)有限元分析得出不一樣屋子跨距所相匹配開孔率的最佳值，在日后的凈化室更新改造和搭建中，還應(yīng)需要結(jié)合實際狀況采取對應(yīng)的對策。

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