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洁净室技术教学笔记(四)-空气洁净原理与洁净室分类

2012-10-19 09:21:14    上一篇[返回首页]    [打印]    [返回上页]     下一篇

洁净室技术教学笔记(四)-空气洁净原理与洁净室分类

洁净室按气流组织形式分类:P74 四类

单向流(平行流)洁净室;非单向流(乱流)洁净室;辐(矢)流洁净室;混合流(局部单向流)洁净室。

单向流洁净室与非单向流洁净室各有何优缺点:

单向:自净能力强,能够达到最高洁净度级别。

非单向:比单向流洁净室换气次数小,且室内存在涡流,洁净度等级一般在6级以下。

洁净室气流组织设计应遵循以下一般原则:P74

要求送入洁净室间的洁净气流扩散速度快、气流分布均匀,尽快稀释室内含有污染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。

使散发到洁净室的污染物质能迅速排除到室外,尽量避免或减少气流涡流和死角,缩短污染物在室内的滞留时间,降低污染物质与产品的接触机率;

满足洁净室内温度、湿度等空调送风要求和人的舒适要求。

单向流洁净室的定义、作用原理及特点。P75

定义:气流以均匀截面速度,沿着平行流线以单一方向在全室截面上通过的洁净室。

作用原理:充满全室断面的洁净气流所产生的“活塞效应”,把室内产生的污染物压至下风侧,再将其排出室外。

特点:全室断面上的流速比较均匀;在工作区内流线平行,没有涡流;换气次数高,能达到较高的洁净度;构造复杂,施工困难,投资和运行费均较高。

保证单向流洁净室特性(高洁净度与快速自净恢复能力)重要先决条件:1.来流的洁净度;2.来流的活塞流情况

单向流洁净室的特性指标:P77-78

流线平行度:作用是保证尘源散发的尘粒不作用垂直于流向的传播,流线平行度角度要求每根流线的倾角不仅要求大于65度而且相邻两根流线的夹角也要尽可能小;要求流线之间既要平行,在0.5m距离内线夹角最大不能超过25度,又要求流线尽可能垂直于送风面。其倾角不能小于65度;

乱流度:说明速度场的集中或离散程度;

下限风速:是保证洁净室能控制四种污染气流的最小风速(送风气流):a.污染气流多方位分散,送风气流能有效控制污染范围b.污染与送风气流同向,送风气流能有效控制污染气流到达下游的扩散范围。c.污染气流与送风气流逆向,能将污染气流抑制在必要的距离之内;d.在全室被污染的情况下,要能以合适的时间迅速使室内空气自净。

垂直单向流洁净室气流组织的主要形式有哪些?各有何优缺点?

①垂直单向流满布过滤器:顶棚满布高效过滤器送风,格栅回风。是典型垂直单向流洁净室;可获得均匀向下的单向平行气流,自净能力强,能够达到最高的洁净度级别;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;

②垂直单向流满布孔板:顶棚满布孔板送风,格栅回风。高效过滤器布置在两侧, 不需满布顶棚那么多;洁净室造价低;不容易满足风量的要求,且长期不运行时孔板易积尘;一般用于洁净面积较小、风量不大的洁净室;

③垂直单向流满布阻尼层:顶棚满布阻尼层送风,格栅回风。高效过滤器侧布;洁净室造价低;不容易满足风量的要求,高效空气过滤器内表面容易积尘;

④垂直单向流两侧下回风,过滤器送风。省去了满布格栅地板,减小了层高,减轻了振动,也消除了视觉和行走的不

舒适感,并且造价降低1/3-1/4;室宽不宜大于6m;

⑤垂直单向流两侧下回风,孔板送风。从顶棚和地面两个方面降低了洁净室的造价;停止运行时孔板易积尘;

⑥垂直单向流两侧下回风,阻尼层送风。降低了洁净室造价;

⑦垂直单向流周边压出式回风,满布过滤器送风。最简易的垂直单向流洁净室;气流平行性不如两侧下回风;压

出的气流有利于所在环境洁净度的提高;

⑧无气幕局部垂直单向流。只在需要平行流的地区形成局部单向流;投资大为减少;

⑨有围挡的局部垂直单向流。可延伸垂直单向流的有效长度,相当于加宽了进风口或缩短了送风口至工作区距离。

水平单向流洁净室气流组织的主要形式有哪些?各有何优缺点?

①水平单向流直回式。典型水平单向流洁净室;是沿气流方向,流线略下倾,含尘浓度逐渐增高;表面沉降微粒少,

比较适合于手术室;

②水平单向流隧道式。高效过滤器送风墙的对面没有回风墙,是向外敞开的;没有管路循环空气;需要靠空气的速

度防止污染侵入;内部温、湿度宜与环境温、湿度相同;造价低且便于移动;

③水平单向流一侧回风式。可缩短房间长度;回风气流可用于准备间;

④水平单向流双侧回风式。具有水平单向流一侧回风式气流组织的特点,气流更为均匀;

⑤水平单向流上回风式。可克服流线下倾现象;可缩短房间长度;

⑥水平单向流对送式。能满足上百米的长距离传送的生产线;回风格栅可省去不用;

什么是满布比?它主要用于衡量什么?规范对其值如何进行规定的?

满布比=高效空气过滤器净截面积/洁净室布置过滤器截面面积。用来衡量过滤器的满布程度。一般情况应达到80%。

单向流气流组织设计要点:PPT

1.防止过滤器泄漏:如泄漏,优点损坏;

2.确保室内送风气流均匀

① 提高送风过滤器满布率,以减小边框盲区

②提高空气过滤器风口侧面出风速度,可用带扩散风口和侧面为条形开口风口,四周为条形开口,底面是孔眼,边上风速最好是中间风速的3倍以上

3. 提高送风速度均匀程度:送风速度不均匀原因:过滤器、静压箱阻力不均向静压箱送风的速度太大

克服送风速度不均匀可采用以下措施:

①严格选用高效过滤器,根据《洁净室施工及验收规范》安装时应根据各台过滤器阻力大小进行合理调配,使送风面上各 过滤器之间每台额定阻力和各台平均阻力相差小于5%。

②过滤器下方设阻尼层,甚至设阻力不均匀的阻尼层。

③加大静压箱高度,大于800mm更好。

④改集中管道给静压箱进风为分散管道金凤,如图5-26,务必使吹入风速V在7m/s以下,或从两侧进风

⑤若进风速度V降不下来或只能单侧进风,可在进风口附近1~2个过滤器上面安装可调挡板,图5-28;也可增加静压箱内阻力,在出口不远处设多孔板

4. 提高回风速度均匀程度: 送风上的一些措施可以用到回风上,如分散风管、设调节阀,把吸入速度减到5m/s以下,调节地面开口比等

非单向流洁净室的定义、作用原理及特点。P84-85

定义:气流以不均匀的速度呈不平行流动,伴有回流或涡流的洁净室,以前称为乱流洁净室。

作用原理:送风气流不断稀释室内空气,把室内污染逐渐排出,达到平衡。室内气流扩散越快,稀释效果越好。

特点:室内污染物可向任一方向扩散;一般上送下回,气流与尘粒运动方向一致;换气次数比单向流低,不能达到很高的洁净度;构造简单,施工方便,投资和运行费较小。

非单向流洁净室的特性指标:P85-86

换气次数:n=L/V;n—房间换气次数(次/h);L—洁净室风量( /h);V—洁净室体积( )

气流组织:作用是保证能均匀地送风和回风,充分发挥洁净气流的稀释作用,

自净时间:t=60[(ln( /N)-1)-ln0.01]/n; —原始含尘浓度;N—稳态时的含尘浓度;n—换气次数

非单向流洁净室对送风口有何要求?

单个风口要有足够的扩散作用;整个洁净室内风口布置要均匀,尽可能增加风口的数量,以减少涡流和气流的回旋。

非单向流洁净室气流组织的主要形式有哪些?各有何优缺点?

①散流器顶送。适用于层高较高的房间;适于有空调要求的洁净室;

②过滤器(或过滤机组)顶送。最简单;用于小面积洁净室更合适;

③带扩散风口过滤器顶送。增大过滤器顶送的洁净气流的作用范围;比过滤器顶送多一个出口积尘的机会;

④风口侧送。比过滤器顶送简单;特别适用于无顶棚空间的房间;可利用走廊,风管设于走廊顶棚中;适合有一般空调要求的洁净室。

⑤风口斜送。用于房间长度不够侧送或不允许回流的场合(如手术室);

⑥局部孔板顶送。可扩大一个过滤器的作用面积;可使多个过滤器出口气流更均匀;易积尘;适于换气次数大、有空调要求的洁净室。

⑦局部阻尼层顶送。比局部孔板出口气流更均匀;造价和积尘机会都比局部孔板低;

⑧双层壁回风顶送。室内气流均匀度较高;减少了设置管道和夹墙的工作量。

非单向流洁净室最典型的气流组织形式是怎样的?为什么?

顶送、侧下回风。顶送高效空气过滤风口带有孔板散流器,有助于送入洁净室的洁净气流的扩散。在风口正下方,处于所谓送风主流区的中央,它的洁净度一般明显高于周围区域(指送风进入室内后,不断卷吸室内的污染空气,气流截面不断扩大所覆盖的部分空间。)在相邻风口之间和房间四角等送风气流未能覆盖部位的洁净度会更低些。通常采用混合流型。

和单向流、非单向流洁净室相比,辐流洁净室有哪些特点?

1.空态时流线不交叉,流线间横向扩散比较弱,在下风向上角有非常弱的反向气流。

2.静态时,在障碍物的下风侧或两侧出现涡流区,因此在辐流洁净室中应尽可能避免在流线方向上有障碍物

3.设置扇形送风口时,回风口对流场和浓度场的影响均很小

4.辐流洁净室气流分布不如单向流洁净室气流分布均匀,风口和过滤器均比常规风口和过滤器复杂一些,在非空态时容易产生涡流区。

洁净室为什么要进行压差控制?P89目的是为了保证洁净室在正常工作或空气平衡暂时受到破坏时,洁净室的洁净度免受邻室的污染或污染邻室。

非单向流洁净室与相通邻室的静压差值应当怎样确定?单向流洁净室呢?为什么二者的数值大小不同?

非单向流:相差一级的邻室,5pa压差,相差一级以上的邻室,一般5-10pa,严格40pa,有缓冲室5pa。

单向流:任何相通邻室5-10pa因为单向流的抗干扰强,自净时间短。《洁净厂房设计规范》(GB50073-2001)对洁净室的压差控制有如下的规定:洁净室与周围的空间必须维持一定的压差,并应按生产工艺要求决定维持正压差或负压差。

不同等级的风淋室以及洁净区与非洁净区之间的压差应不小于5Pa,洁净区与室外的压差不小于10Pa.

洁净室压差风量的确定?洁净室压差控制的基本原理是什么?可以用什么方法实现压差控制?P92

采用换气次数估算法(多数采用)、缝隙法(精确) 

洁净室压差控制的基本原理是控制送风量、回风量和排风量

方法:1.回风口控制2.余压阀控制3.调节回风阀或排放阀4.差压变送器控制5.调节新风阀

什么是气闸室?它有什么作用?设置在洁净室出入口、阻隔室外或邻室污染气流和压差控制的小室叫气闸室;这样做是为了防止外部受污染的空气流入洁净室内

缓冲室有什么作用?何时需要设置缓冲室?如何设置?缓冲室一方面是为了防止污染物进入洁净室,另一方面还具有补偿压差的作用;压差控制所需要的压差值太大,不易达到时需要设置缓冲室。设置在洁净室入口处

资料来源:http://www.zksjjh.com http://www.szzksjjh.com 风淋室 洁净工作台 FFU


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