层流洁净厂房的原理

单向流(层流)洁净厂房原理

在洁净室内,从送风口到回风口,气流流经途中的断面几乎没有什么变化,加上进风静压箱和高效过滤器的均匀流作用,全室断面上的流速比较均匀,而至少在工作区内流线单向平行,没有涡流。这也就是单向流洁净室的三大特点。这里的流线单向平行,是指流线彼此平行,方向单一。

在单向流洁净室内,干净气流不是一股或几股,而是充满全室断面,所以这种洁净室不是靠洁净气流对室内脏空气的掺混稀释作用,而是靠洁净气流的推出作用将室内脏空气沿整个断面排至室外,达到净化室内空气的目的。所以前联邦德国有人称单向流洁净室的气流为“活塞流”、“平推流”,前苏联称之为“被挤压的弱空气射流”。干净空气就好比一个空气活塞,沿着房间这个“汽缸”,向前(下)推进,而使尘粒只能前(下)进,没有返回,把原有的含尘浓度高的空气挤压出房间。

洁净厂房

在单向流洁净室及单向流净化设备中,可以发现隐蔽的和两个过滤器搭接处下方的反向气流。这种气流将把下方的污染物传输到上部再送下来,破坏了上述“活塞流”的状态,危害极大。对于和外界有开口相通的局部净化设备,如洁净工作台,这种气流将影响外界污染气流,在设计上一定要减小过滤器边框处所占的无效 面积,更要设法使空间的壁面尽量接近过滤器有效送风截面。保证单向流洁净室特性(高洁净度和快速自净恢复能力)的先决条件有两个:①来流的洁净度;②来流的活塞流情况。

对于来流的洁净度,对通过高效以上过滤器送风的单向流洁净室来说是不成问题的,而对于来流的“活塞流”情况,则需做进一步分析。

根据来流体力学原理,来流条件对优化的流动状况将产生直接影响,送风面出口气流也就是工作区的来流。

来流的紊动性大,则将影响后面的单向流特性;来流末充满流动截面,则将影响是否能形成“活塞流”和形成的快慢;而来流末充满流动截面也是来流紊动的一个因素。所以,在采用高效过滤器的条件下,保证单向流洁净室特性的必要条件是“活塞流”,而“活塞流”的必要条件则是来流充满流动截面。但是,对一间房间而不是一段管道来说,让气流从头至尾完全充满流动截面也是不现实的。

最初,确实认为这种单向平行的气流应该充满整个洁净室,但这在技术上和经济上都是不利的。随着认识的发展,人们又指出这种单向流只是“在有限的领域内全部空气沿平行流线以匀速流动的意思”,并认为能极力抑制涡流的发生。全空间的清洁空气的单向流特性占支配地位房间,也称为单向流洁净室。这就是说不要求在整个房间都具有单向平行的流线,均匀的速度,没有涡流,而是只要求单向平行流特性在这个房间中占支配地位。在整个工作区这一层空间保证了单向流,这个房间就是单向流洁净室。

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