空气洁净原理课件.ppt
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- 空气 洁净 原理 课件
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1、第四章第四章 空气洁净原理空气洁净原理 1本章学习要求本章学习要求1 1、理解理解单向流、非单向流、辐流洁净室气流组织单向流、非单向流、辐流洁净室气流组织的概念的概念,了解各种气流组织的,了解各种气流组织的主要形式。主要形式。2 2、重点掌握重点掌握单向流洁净室的性能指标,非单向流单向流洁净室的性能指标,非单向流洁净室的性能指标洁净室的性能指标及各类洁净室的工作原理及各类洁净室的工作原理。3 3、了解洁净室压差控制及缓冲与隔离的作用,、了解洁净室压差控制及缓冲与隔离的作用,掌掌握压差控制及缓冲与隔离的常用方法。握压差控制及缓冲与隔离的常用方法。4 4、了解洁净室流场数值模拟的相关知识了解洁净室
2、流场数值模拟的相关知识4.1 4.1 洁净室气流组织洁净室气流组织 单向流单向流洁净室洁净室非单向流非单向流洁净室(乱流洁净室)洁净室(乱流洁净室)辐(矢)流辐(矢)流洁净室洁净室混合流混合流(局部单(局部单向流)洁净室向流)洁净室l洁净室按气洁净室按气流组织流组织, ,分为分为特点:特点:流向流向单一、速度单一、速度均匀、没有均匀、没有涡流的气流涡流的气流整个洁净室整个洁净室工作区工作区(一般(一般定义为距地定义为距地0.71.5米的空米的空间)间)的截面上的截面上通过的气流通过的气流为为单向流单向流的洁净室的洁净室特点:特点:方向多变、速度方向多变、速度不均、伴有涡流的气流不均、伴有涡流的
3、气流特点:特点:风口出风口出流为辐射状不流为辐射状不交叉的气流交叉的气流: 的的纵断面纵断面上上通过的气流为通过的气流为辐流辐流:横断面横断面上上为为非单非单向流向流:既有非单向流,又有单向既有非单向流,又有单向流,两者独立存在,互不干扰流,两者独立存在,互不干扰1 1、洁净室分类、洁净室分类24.1 4.1 洁净室气流组织洁净室气流组织 l 合理合理的洁净室气流组织能使的洁净室气流组织能使室内空气的流动符合设计室内空气的流动符合设计要求要求,保证室内空气的温度、湿度、流速及洁净度等,保证室内空气的温度、湿度、流速及洁净度等满足工艺、人员的舒适度要求。满足工艺、人员的舒适度要求。空调形式空调形
4、式气流组织气流组织通风量通风量目的目的一般空调一般空调乱流度大乱流度大较小较小形成均匀温、湿度场和速度场形成均匀温、湿度场和速度场净化空调净化空调乱流度小乱流度小较大较大控制洁净度在允许范围内控制洁净度在允许范围内(1 1)洁净室与一般空调)洁净室与一般空调气流组织方式气流组织方式比较比较2、洁净室的气流组织原则、洁净室的气流组织原则34.1 4.1 洁净室气流组织洁净室气流组织2 2、洁净室气流组织原则、洁净室气流组织原则1 1)要求要求送入洁净房间的送入洁净房间的洁净气流扩散速度快洁净气流扩散速度快、气流、气流分分布均匀布均匀,以尽快稀释室内含有污染源所散发的污染物,以尽快稀释室内含有污染
5、源所散发的污染物质的空气,维持生产环境所要求的洁净度;质的空气,维持生产环境所要求的洁净度;2 2)使使散发到洁净室的散发到洁净室的污染物质污染物质能迅速能迅速排出室外排出室外,尽量,尽量避免或减少避免或减少气流涡流和死角,气流涡流和死角,缩短缩短污染物质在室内的污染物质在室内的滞留时间滞留时间,降低降低污染物质与产品的污染物质与产品的接触机率接触机率;3 3)满足满足洁净室内温度、湿度等洁净室内温度、湿度等空调送风空调送风要求和人的要求和人的舒舒适适要求。要求。 44.2 4.2 单向流洁净室单向流洁净室气流组织气流组织 单向流洁净室简介:单向流洁净室简介:(1 1)名字的由来:)名字的由来
6、: 过去称过去称“层流洁净室层流洁净室或或平行流洁净室平行流洁净室”;从美国联邦从美国联邦标准标准FS-209CFS-209C(1987.10)(1987.10)开始开始正式被称为正式被称为单向流洁净室单向流洁净室(2 2)定义)定义: 气流以均匀的截面速度,沿着平行流线以单一方向在气流以均匀的截面速度,沿着平行流线以单一方向在全室截面上通过的洁净室。全室截面上通过的洁净室。(3 3)特点:)特点: 在洁净室内,从送风口到回风口,气流流经途中的断在洁净室内,从送风口到回风口,气流流经途中的断面基本上没有什么变化。面基本上没有什么变化。全室断面上的全室断面上的流速比较均匀流速比较均匀,在工作区内
7、在工作区内流线单向平行,没有涡流流线单向平行,没有涡流。54.2 4.2 单向流洁净室单向流洁净室气流组织气流组织 4.2.14.2.1单向流洁净室的基本原理和特性指标单向流洁净室的基本原理和特性指标1 1、单向流洁净室的基本原理单向流洁净室的基本原理: (1 1)基本原理:)基本原理:单向流洁净室是单向流洁净室是靠靠送风气流送风气流“活塞活塞”般般的挤压作用的挤压作用(推出作用推出作用)将室内的污染空气沿整个断面)将室内的污染空气沿整个断面排排至室外,至室外,而不是而不是靠靠掺混稀释作用掺混稀释作用。又称又称“活塞流活塞流”、“平推流平推流”和和“被挤压的弱空气射流被挤压的弱空气射流”。 送
8、入的洁净空气送入的洁净空气“活塞活塞”;需洁净的房间需洁净的房间“气缸气缸”6图图4-1 4-1 单向流气流组织单向流气流组织示意图示意图图图4-1 单向流气流组织单向流气流组织送风静压箱送风静压箱作用:作用:均压均压7图图4-2 4-2 垂直单向流洁净室垂直单向流洁净室示意图示意图图图4-2 垂直单向流洁净室垂直单向流洁净室8图图4-3 4-3 单向流洁净室原理图单向流洁净室原理图图图4-3 单向流洁净室原理图单向流洁净室原理图94.2.14.2.1单向流洁净室的基本原理和特性指标单向流洁净室的基本原理和特性指标 (2 2)保证单向流洁净室)保证单向流洁净室特性特性的重要的重要先决条件:先决
9、条件: 高洁净度高洁净度和和快速自净恢复能力快速自净恢复能力 先决条件:先决条件:有有两个两个 (3 3)实现)实现“活塞流活塞流”的的重要措施重要措施: 在顶棚或墙面满布高效过滤器在顶棚或墙面满布高效过滤器F由于过滤器和顶棚由于过滤器和顶棚有边框有边框,不可能百分之百不可能百分之百地地满布满布过滤器过滤器F过滤器的满布情况过滤器的满布情况用用“满布比满布比”表示表示1 1)来流的洁净度;)来流的洁净度; 2 2)来流的活塞流情况)来流的活塞流情况10面积洁净室布置过滤器截面高效过滤器净截面积满布比 (4 4)满布比)满布比 1 1)定义式:)定义式: 2 2)规定:)规定: 单向流洁净室的满
10、布比单向流洁净室的满布比一般情况下一般情况下应达到应达到80% 80% ; 洁净厂房设计规范洁净厂房设计规范(GB50073-2001GB50073-2001)规定规定:垂直垂直单向流洁净室满布比单向流洁净室满布比不应小于不应小于60%60%,水平水平单向单向流洁净室流洁净室不应小于不应小于40%40%,否则就是局部单向流。,否则就是局部单向流。 4.2.14.2.1单向流洁净室的基本原理和特性指标单向流洁净室的基本原理和特性指标11 (4 4)满布比)满布比 3 3)说明:)说明:理想理想满布比为满布比为100%100%时(连边框都没有),过滤器后时(连边框都没有),过滤器后房间内含尘浓度房
11、间内含尘浓度只决定于只决定于过滤器送风浓度过滤器送风浓度。实际情况实际情况满布为一个比例满布为一个比例时,此时就有涡流区,时,此时就有涡流区,满满布比不同布比不同的单向流洁净室,其含尘浓度是不同的。的单向流洁净室,其含尘浓度是不同的。人人员密度不同员密度不同的单向流洁净室的单向流洁净室含尘浓度也不同含尘浓度也不同,所以,所以要要适当控制适当控制单向流洁净室的单向流洁净室的人员数量人员数量。 4.2.14.2.1单向流洁净室的基本原理和特性指标单向流洁净室的基本原理和特性指标12面积洁净室布置过滤器截面高效过滤器净截面积满布比送风面全部截面积面积送风面上洁净气流通过洁净气流满布比 3 3)说明:
12、)说明:高效过滤器高效过滤器布置在静压箱之布置在静压箱之外,静压箱的送外,静压箱的送风面为阻漏层风面为阻漏层时时,可以,可以将阻漏层将阻漏层视为高效过滤器视为高效过滤器末端的延伸末端的延伸,阻阻漏层上通气面积漏层上通气面积可以等同于过滤可以等同于过滤器面积看待器面积看待此时满布比的表达式此时满布比的表达式变变为为13 2 2、单向流洁净室性能的特性指标、单向流洁净室性能的特性指标(三个)(三个)(1 1)流线平行度;)流线平行度;(2 2)乱流度(速度不均匀度);)乱流度(速度不均匀度);(3 3)下限风速)下限风速 (1 1)流线平行度)流线平行度1 1)流线平行的作用:)流线平行的作用:是
13、保证尘源散发的尘粒不作垂直于流向的传播。2 2)洁净区工作范围:)洁净区工作范围:洁净度级别是用工作区内的含尘浓度表示的,洁净区工作范围洁净区工作范围的规定如图所示。4.2.14.2.1单向流洁净室的基本原理和特性指标单向流洁净室的基本原理和特性指标14图图4-4 工作区柱状图(注:净层高不少于工作区柱状图(注:净层高不少于2.7m)15 2 2、单向流洁净室性能的特性指标、单向流洁净室性能的特性指标(三个)(三个) (1 1)流线平行度)流线平行度3 3)说明:)说明:若尘源散发尘粒的传播范围在允许范围内,则允许流线略有倾斜。但其倾斜角度应保证所散发的尘其倾斜角度应保证所散发的尘粒不超过工作
14、人员的工作范围进入到相邻工作人员的工粒不超过工作人员的工作范围进入到相邻工作人员的工作范围作范围,而对相邻区域环境造成影响。4.2.14.2.1单向流洁净室的基本原理和特性指标单向流洁净室的基本原理和特性指标16 举例:举例:一工作人员站一工作人员站在桌面高度为在桌面高度为0.750.75米的米的工作台边进行操作,该工作台边进行操作,该工作人员的操作范围为工作人员的操作范围为1.01.0米,在距离地面米,在距离地面1.81.8米(距离桌面的距离为米(距离桌面的距离为1.8-0.75=1.051.8-0.75=1.05米)处米)处有尘源散发尘粒,为保有尘源散发尘粒,为保证该尘源散发的尘粒在证该尘
15、源散发的尘粒在降落到桌面时,仍未超降落到桌面时,仍未超出自己的工作范围,而出自己的工作范围,而对相邻区域的工作人员对相邻区域的工作人员造成污染,求其流线与造成污染,求其流线与水平面的倾斜角度。水平面的倾斜角度。图图4-5 渐渐变变流流流流线线的的倾倾角角解:解:(1 1)当尘粒当尘粒流线为斜直线流线为斜直线时,流时,流线 与 水 平 面 的 倾 斜 角 度 应线 与 水 平 面 的 倾 斜 角 度 应 大 于大 于arctg(1.05/0.5)=65arctg(1.05/0.5)=65(2 2)当流线是)当流线是渐变流的曲线渐变流的曲线,那,那么其和工作区下限平面的交点以及么其和工作区下限平面
16、的交点以及和下限平面之上和下限平面之上1.05m1.05m处的平面的处的平面的交点之间的连线,与水平方向的倾交点之间的连线,与水平方向的倾角应角应大于大于6565。 1.8-0.75=1.051.8-0.75=1.051.0/2=0.51.0/2=0.5arctg(1.05/0.5)=65arctg(1.05/0.5)=6517流线平行度与流线交角流线平行度与流线交角 2 2、单向流洁净室性能的特性指标、单向流洁净室性能的特性指标 (1 1)流线平行度)流线平行度4)4)结论:结论:单向流洁净室要求流线之间既要平行,单向流洁净室要求流线之间既要平行,在在0.5m0.5m距离内,线间夹角最大不能
17、过距离内,线间夹角最大不能过2525; ;要求流线尽可能垂直于送风面其倾斜角要求流线尽可能垂直于送风面其倾斜角不能小于不能小于6565。 图图4-6 流线交角流线交角18 2 2、单向流洁净室性能的特性指标、单向流洁净室性能的特性指标(三个)(三个) (2 2)乱流度(速度不均匀度)乱流度(速度不均匀度)1 1)定义)定义:速度场的集中或离散程度速度场的集中或离散程度2 2)定义式:)定义式:4.2.14.2.1单向流洁净室的基本原理和特性指标单向流洁净室的基本原理和特性指标unuuiu2)(乱流度; 各测点的速度;n测点数; 平均速度。uiu3 3)应用及物理意义)应用及物理意义:用于用于不
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