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洁净室技术原理:洁净室的类型及其特点

                          2019-01-30

   1、洁净室的原理(气流组织方式)

 

     洁净室是指将一定空间范围内的空气中的微粒子、有害气体、细菌等污染物排除,并将室内的温度、湿度、洁净度、压力、气流速度与气流流向、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内,而所给予特别设计的空间。

 

     洁净室的主要原理即利用流体力学的相关性质来控制室内污染源。洁净室控制污染源的途径主要有3种:

 

  1、控制污染源,减少污染发生量;

 

  2、迅速排出室内已经发生的污染;

 

  3、有效阻止室外的污染侵入。

 

    第1点和第3点都可以通过封闭性和化学设备等解决,而核心的第2点则需要利用流体力学的物理原理。

 

    在流体力学中,按照运动要素流速、加速度等有无时间因素可以分为稳定流与不稳定流,按照流线形状可以分为渐变流和突变流,按照有无质点交换可以分为层流和紊流。

 

       按照气流组织方式,洁净室分为非单向流洁净室和层流洁净室。

 

     非单向流洁净室的主要特点:

 

     为从来流到出流之间气流的流通断面是变化的,也称乱流,非单向流的原理为稀释作用。非单向流洁净室一般采用孔板顶送,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相比,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。而高效过滤器风口顶送则将高效过滤器放置在送风口,一般带扩散板,是一种常见的气流组织形式。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,这股干净气流稀释室内污染的空气,把原来含尘浓度很高的室内空气冲淡,一直达到平衡。所以气流扩散的越快,越均匀,那么稀释的效果越好。

 

        层流洁净室的主要特点:

 

      为气流的流通断面是不变的,原理为靠推出作用将室内污染的空气沿整个断面排至室外,从而达到净化室内空气的目的。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。

 

      垂直单向流洁净室是比较典型的层流洁净室。垂直单向流的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。

 

    《洁净厂房设计规范》中规定,1-4级洁净度应使用垂直单向流,5级洁净度使用垂直单向流或者水平单向流,6-9级洁净度应使用非单向流。综合来看,垂直层流方式运行成本最高,设备费用也最高,部分层流方式由于对生产设备的发热和排热分别处理,降低了运行成本,设备成本中等,乱流方式循环风量小,运行成本最低,设备成本也最低。

 

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