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关于单背流的会商 洁净室净化技术

 

1、简述(佛山洁净室)  

正正在洁净技术中,自美国FS209C将洁净室中的气流举措分为单背流和非单背流后,那一名词被普遍采取。  

我们知道,从流体力教的角度,描述流体的流态,佛山洁净室按量点的速度可否随时间变革分为稳定举措和非稳定举措。  

按流速可否随流背变革,分为均匀举措和非均匀举措。佛山洁净室不均匀举措又分为突变举措和急变举措。  

空调系统运转稳定普通属恒定举措。洁净室中的气流举措除天棚满布、高效过滤器送风棗满布地板格栅回风的规范举措性属均匀举措外,均属不均匀举措。  

正正在稳定举措中,按Re数判断可分为层流和紊流。  

洁净室中,由于断面积大,既或正正在稳定举措中也不属于层流。只要正正在洁净管道中可能构成层流。  

洁净室的流态分类(以下均以美国FS209为例)最早分为层流和乱流。  

美国FS209C开端将层流改称单背流,乱流改称非单背流。佛山洁净室那一称呼隐然比较贴切。  

佛山洁净室对单背流的描述,文字上也稍有差别:  

FS209C(1987年10月27日公布):"气流以一个平止的标的目的沿单一通道穿过洁净室或洁净区";  

FS209D(1989年6月15日公布):"普通具有平止流线,以单一通路、单一标的目的经由过程洁净室或洁净区的气流";  

FS209E(1992年9月11日公布):"普通具有平止流红,以单一标的目的而且横断面上风速不合的气流。"  

上述对单背流的描述取FS209B对层流的描述有那些差别呢?  

FS209B称:层流的划定是,正正在限制范围的全部空气以均匀的速度平止举措。  

FS209B对层流气流速度又有明白的划定:"经由过程洁净室断面的气流速度能常连结为0.457m/s,正正在整个无干扰的房间内,其不均匀度正正在±20%以内。"  

那就是说对单背流的描述中删去了速度约0.457m/s的划定和断面风速不均匀度为±20%的要求。  

综上所述,洁净室中构成单背流有三个条件,也就是单背流的三要素:气流速度、流线不均匀度、气流平止度。但对三要素均无定量的数值限制。固然FS209E已被废止,但国际尺度和我国<洁净厂房设念尺度>GB50073-2001,有关单背流的描述,仍沿用FS209E的提法。  

我们知道,最佳的气流组织就是使尘粒沿着流线(迹线)以最佛山洁净室短的途径排走。所以单背流是最佳流型。 
2、单背流三要素阐发  

以下笔者根据理论阐发和洁净技术的理论详细阐发单背流三要素。  

2.1 气流速度  

FS209B划定的气流速度连结正正在0.457m/s的划定隐然偏大,今朝各国的划定均已划定那么高的气流速度。洁净技术多年的理论也证明不需求那么高。  

那么,单背流的流速多大适宜呢?笔者对此截至理论阐发。  

气流速度的选择应佛山洁净室该使整个气流均匀举措不发做滞留区。不发做滞留区气流速度必须大于0.08m/s[1]。果此换气次数n应满足: 

式中:L棗通风量,m/h;  

H棗房间体积,m3;  

F棗房间横断面积,m2;  

H棗房间高度,m;  

V棗流速,m/s。  

普通洁净室层高H=2.5∽3.5m当υ≥0.08m/s时,则n≈100次/时,那就是洁净隐现单背流外形必须满足的最小换气次数。  

气流速度应能抵抗人员举措、热浮升的干扰,正正在水平单背流中还应抵抗尘粒自由沉降的影响。  

当人员举措时,就相当于有外力做用正正在尘粒上。佛山洁净室某一物体遭到外力做用就会发作一个初速度,那些速度下物领会发做举措。当外力消失后,该物体就获及的瞬时速度ω(2)  

ω= ω0 朅t(2)  

式中:ω0棗物体获及的初速度,m/s;  

t棗时间,s;  

A棗系数,1/s。 

式中:dc棗物体曲径,m;  

Pc棗物体密度,Kg/m3;  

μ棗空气粘度,Pa.S。  

理论上讲t→∞时,ω→0。  

以dc =1μm,Pc=600Kg/m3,(A=55×10-4),ω0=5m/s(对1μm尘粒那已是很难抵达的),t=0.36×10-4s,速度ω已降落为0.25m/s,也就是说速度即该接近零。 

此时粒子所举措的距离S: 

t→∞时,S→Smsx,则 

可见机械力(人员的举措)根柢不影响尘粒的转移,外力消失后,尘粒会继绝沿流线举措。  

上面阐发粒子随气流的举措。佛山洁净室粒子可否随气流挪动取决于尘粒的悬浮速度的巨细。  

尘粒的悬浮速度ω: 

式中:g棗重力加快度,m/s2;  

ρ棗空气密度,Kg/m3;  

其它同式(2)  

dc=1μm,ρc=600Kg/m3的尘粒,ω=1.78×10-5m/s。  

可见尘粒的悬浮速度甚微,只要有微小气流就能够将其带走。  

普通成年人的发热量为0.1Kw,正正在静止的空气中正正在人体头部上方可发作0.2m/s的上升气流[3]。所以垂曲单背流的风速要抑止此热浮升的速度。  

综上,对垂曲单背流,气流速度υ≥0.25m/s足矣。  

正正在水平单背流中,尘粒除随气流举措外,还遭到一个重力做用,见图1。我们阐发一下重力沉降对尘粒举措的影响。  

假设水平单背流洁净室长为L,高为H。尘粒佛山洁净室的沉降速度为ω,气流速度为υ。欲使尘粒正正在流过洁净室过程不沉降正正在空中上,则有: (5)  

仍以1μm粒子为例(条件同式2),则ω=1.78×10-5m/s,假定水平单背流空气流速仍取υ≥0.25m/s,若L=6m,那么尘粒由进口至出口,下沉的距离h为: 

可见粒子沉降的距离很小,不会太脱离本流线。  

由上而阐发,不管垂曲单背流还是水平单背流的气流速度取υ≥0.25m/s均足够。固然水平单背流可适当进步一点流速。  

以上阐发的是气流按等温送风计较,假设室内有强热源,则另当别论,需采取其它法式。  

2.2 气流速度的不均匀度  

洁净技术展开初期,对气流的不均匀度要求很宽厉。  

美国FS209B划定:不均匀度正正在±20%以内。此划定没有分析以那个速佛山洁净室度为基准值,是设念风速还是断面风速的实测均匀值。普通认为其准值是断面实测的均匀风速。  

美国FS209当前,删掉了气流不均匀度的要求。那隐然是经久理论得出的认识。从经久对洁净室的测试缔制那一要求根柢达不到。  

我们知道,出口气流除射流的主体段之中心部门,气流速度相等,流线平止外,其它部门均不成能。  

由于过滤器滤料密度不均,过滤器送风静压箱压力不均,及由于相邻高效过滤器边框构成的无风区,相邻过滤器出风佛山洁净室搭接处的风速取过滤器外表的出风风速也不差别。