一、引言

   100級(jí)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(xiàng)特點(diǎn)指標(biāo)值之一，在較大水平上體現(xiàn)了凈化室可以到達(dá)的清潔實(shí)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(xì)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(zhǔn)的，那樣，針對(duì)單邊流凈化室就有一個(gè)容許的流線型平面度，按流線型平面度的規(guī)定，中國(guó)一般要求氣旋偏向角小于或等于25度，而IEST要求不超過(guò)14度。文中即將探討的種類為頂篷密布高效送風(fēng)口排風(fēng)，全木地板格珊送風(fēng)的凈化室，木地板格珊回風(fēng)管道的開孔率立即危害著氣旋平面度，打孔率過(guò)大，氣旋平面度不太好，而打孔率過(guò)小，摩擦阻力非常大，管口處的風(fēng)力過(guò)大，從而造成噪音，消耗能用。ASHRAE要求為防止噪音過(guò)大，風(fēng)力應(yīng)低于5m/s，在文中談?wù)摰膸最惞ぷ鳡顩r下（排風(fēng)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(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)，因此這里不需要考慮到噪音的問(wèn)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(shí)測(cè)值，得出了不一樣清潔屋子跨距相匹配的木地板回風(fēng)管道開孔率的最佳值，為單邊流凈化室的設(shè)計(jì)方案和搭建給予參照。

二、概念模型

  文中以長(zhǎng)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(fēng)口排風(fēng)，全木地板格珊送風(fēng)的送到風(fēng)方法，木地板送風(fēng)靜壓箱相對(duì)高度為1m。因?yàn)槲闹兄粚?duì)各種各樣屋子跨距的空態(tài)狀況開展科學(xué)研究，因此沒(méi)有考慮到清潔屋內(nèi)的機(jī)器設(shè)備和工作人員問(wèn)題。下面的圖是跨距為6m的凈化室。

三、數(shù)學(xué)分析模型及初始條件

文中選用房間內(nèi)零方程式實(shí)體模型，對(duì)此類凈化室的空態(tài)狀況實(shí)現(xiàn)了科學(xué)研究。在得出數(shù)學(xué)分析模型以前，小編對(duì)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(dòng)性，并忽視品質(zhì)力。

2、房間內(nèi)無(wú)內(nèi)熱原，且排架結(jié)構(gòu)隔熱，不考慮到動(dòng)能的變動(dòng)和危害。

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

         連續(xù)性方程

         動(dòng)量方程

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

四、有限元分析的效果和剖析

    小編對(duì)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(jiàn)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(fēng)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(dá)到中國(guó)規(guī)范和IEST標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮金錢問(wèn)題，小編覺(jué)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(jiàn)，房間內(nèi)流線型伴隨著木地板開孔率的擴(kuò)大，其歪斜水平持續(xù)上升，即氣旋偏向角持續(xù)擴(kuò)大。當(dāng)開孔率為0.1和0.2時(shí)，木地板格珊回風(fēng)管道以上的地區(qū)氣旋偏向角廣泛較小。當(dāng)開孔率為0.3和0.4時(shí)，屋子下邊有一些氣旋偏向角乃至達(dá)到40度上下，因?yàn)殛P(guān)鍵考慮到工作區(qū)域的氣旋偏向角，故由表2由此可見(jiàn)，4種工作狀況仍能達(dá)到IEST和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮金錢問(wèn)題，小編覺(jué)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(jiàn)，伴隨著房間內(nèi)流線型伴隨著木地板開孔率的擴(kuò)大，其歪斜水平很持續(xù)上升，即氣旋偏向角持續(xù)擴(kuò)大。當(dāng)開孔率為0.1時(shí)，工作區(qū)域的氣旋偏向角不大，達(dá)到IEST和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。當(dāng)開孔率擴(kuò)大為0.2,0.3和0.4時(shí)，氣流組織偏向角顯著擴(kuò)大，一部分地區(qū)乃至達(dá)到60度，超過(guò)了二種標(biāo)準(zhǔn)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(jiàn)，僅有開孔率為0.1的工作狀況達(dá)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(guó)標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展要素，覺(jué)得依照我國(guó)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(jiàn)，伴隨著房間內(nèi)流線型伴隨著木地板開孔率的擴(kuò)大其歪斜水平提升的十分明顯，即氣旋偏向角持續(xù)擴(kuò)大。當(dāng)開孔率為0.1時(shí)，工作區(qū)域的均值氣旋偏向角僅有10.8度，達(dá)到二種標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。但當(dāng)開孔率擴(kuò)大為0.2,0.3和0.4時(shí)，氣流組織偏向角顯著擴(kuò)大，一部分地區(qū)達(dá)到70度，工作區(qū)域的氣旋偏向角也都超過(guò)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(huì)遭受屋子跨距和木地板回風(fēng)管道打孔率兩層面的危害，當(dāng)在其中一個(gè)固定不動(dòng)，另一個(gè)擴(kuò)大時(shí)，氣旋偏向角會(huì)隨著擴(kuò)大，而且屋子跨距或木地板回風(fēng)管道開孔率越大，這類提升的地區(qū)越顯著。

 針對(duì)不僅有的跨距很大的凈化室，若對(duì)木地板格珊開展更新改造，可以按照詳細(xì)情況提升部分填料回風(fēng)管道的打孔率以節(jié)約人工和資產(chǎn)。除此之外，因?yàn)榭缇酁?4m的凈化室木地板回風(fēng)管道選用密布狀況會(huì)消耗資產(chǎn)，故從節(jié)約項(xiàng)目投資的角度觀察，可以采取分散化布局填料回風(fēng)管道，適度提升格珊開孔率的辦法來(lái)減少氣旋偏向角，以做到一樣好的清潔實(shí)際效果。假如情況容許，還可以在屋子中間提升一條送風(fēng)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(kuò)大，從長(zhǎng)久考慮到，可以在確保不錯(cuò)潔凈度等級(jí)的基本上節(jié)約耗能。

五、試驗(yàn)認(rèn)證

  2006年7月，對(duì)跨距為24m的某千級(jí)電子器件凈化車間開展了當(dāng)場(chǎng)檢測(cè)和有限元分析，評(píng)測(cè)中以3m為間隔在離地1.5m相對(duì)高度勻稱設(shè)點(diǎn)，運(yùn)用泗縣逐點(diǎn)測(cè)到各測(cè)量點(diǎn)的線絲飄舞視角，即量出各測(cè)量點(diǎn)的氣旋偏向角，仿真模擬結(jié)果和評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)信息符合優(yōu)良，因?yàn)槟Ｐ秃?jiǎn)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(píng)測(cè)數(shù)據(jù)信息間存有一些差別，但基本上無(wú)很大危害。從氣旋偏向角的仿真模擬值和實(shí)測(cè)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(yán)重影響了電子設(shè)備的達(dá)標(biāo)率，故需對(duì)其自然通風(fēng)開展提升改進(jìn)。因?yàn)槲葑涌缇啾容^大，因此該凈化室原計(jì)劃方案采用分散化布局填料回風(fēng)管道的方式，回風(fēng)管道部位的不規(guī)范也有可能會(huì)造成氣旋平面度較弱，可是小編根據(jù)仿真模擬發(fā)覺(jué)，純粹調(diào)節(jié)回風(fēng)管道的地方對(duì)部分流線型的偏向角可以帶來(lái)一定的功效，但從整體實(shí)際效果看，不可以壓根改進(jìn)氣旋偏位的現(xiàn)況，這類改進(jìn)方式也只能具有調(diào)整功效，可以做為汽體改進(jìn)方式的填補(bǔ)。依據(jù)調(diào)查，此凈化室的木地板回風(fēng)管道開孔率為0,4，摩擦阻力不大，導(dǎo)致送風(fēng)靜壓箱內(nèi)壓力分布不均勻，促使各回風(fēng)管道回排風(fēng)量的差異性非常大，故氣旋偏向角過(guò)大的因素主要是在因此回風(fēng)管道摩擦阻力過(guò)小，文中主要是探討根據(jù)擴(kuò)大回風(fēng)管道摩擦阻力來(lái)改進(jìn)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(kuò)大回風(fēng)管道摩擦阻力將使更新改造量比較大，依據(jù)當(dāng)場(chǎng)評(píng)測(cè)的結(jié)果是，僅僅距送風(fēng)夾墻較近的5m地區(qū)內(nèi)，回風(fēng)管道里外靜壓箱比較大，因而，從降低更新改造勞動(dòng)量的視角，可以在部分?jǐn)U大回風(fēng)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(fēng)管道密布時(shí)強(qiáng)烈推薦開孔率為0.1，從節(jié)約項(xiàng)目投資的角度觀察，可以按照詳細(xì)情況適當(dāng)提升部分填料回風(fēng)管道的打孔率來(lái)減少氣旋偏向角，以實(shí)現(xiàn)良好的清潔實(shí)際效果。因此在有限元分析中，小編將距兩邊送風(fēng)夾墻5m內(nèi)的回風(fēng)扣的開孔率設(shè)置為0.15，仿真模擬數(shù)據(jù)顯示擴(kuò)大部分摩擦阻力后氣旋偏向角顯著減少，能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，在現(xiàn)場(chǎng)以有限元分析結(jié)果為具體指導(dǎo)，對(duì)填料開孔率開展了調(diào)節(jié)，通過(guò)當(dāng)場(chǎng)評(píng)測(cè)發(fā)覺(jué)各點(diǎn)偏向角均值從51度減少到19度。改進(jìn)前后左右的仿真模擬結(jié)果和實(shí)測(cè)值見(jiàn)圖7.

   自然通風(fēng)隊(duì)格珊開孔率開展部分調(diào)節(jié)，氣旋偏向角顯著減小，改進(jìn)前后左右氣流偏向角的比照結(jié)果如表5所示。從測(cè)算看，氣流偏向角超出25度的測(cè)點(diǎn)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(dá)到應(yīng)用規(guī)定。

六、結(jié)果

  1、用CFD方式對(duì)不一樣跨距百級(jí)潔凈室在不一樣木地板回風(fēng)管道開孔率狀況下的勢(shì)流開展仿真模擬剖析，可以合理的預(yù)測(cè)分析清潔房間內(nèi)勢(shì)流的劃分狀況，進(jìn)而得到百級(jí)潔凈室木地板回風(fēng)管道的強(qiáng)烈推薦開孔率，為之后百級(jí)潔凈室的設(shè)計(jì)方案和搭建給予產(chǎn)考的提議。不一樣跨距的百級(jí)潔凈室所相應(yīng)的木地板回風(fēng)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(shì)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?cè)胶谩?

 3、氣流偏向角會(huì)遭受屋子跨距和木地板回風(fēng)管道打孔率兩層面要素的危害，當(dāng)在其中一個(gè)固定不動(dòng)，另一個(gè)擴(kuò)大時(shí)，氣流偏向角會(huì)隨著擴(kuò)大，而且屋子跨距或木地板回風(fēng)管道開孔率越大，這類提升的發(fā)展趨勢(shì)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(shí)際狀況采取對(duì)應(yīng)的對(duì)策。

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