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采用高雷诺数K-ε二方程模型, 在保证Ⅰ 级洁净***室工作区洁净度、送风速度的前提下, 对Ⅰ 级洁净***室中回风口大小对其乱流度的影响进行了数值模拟, 得出了可用回风口大小的范围, 为Ⅰ 级洁净***室的设计提供了依据。

引言

对于一个成功的洁净层流***室, 既要保证工作区的洁净度、工作区内速度大小, 又要保证工作区内速度的均匀度, 即:乱流度。下面从保证工作区***流度角度出发, 对Ⅰ 级洁净***室中回风口大小进行了研究, 以便在实际工程中能够得到应用。

1　计算的物理模型和数学模型

对物理模型作了如下假设:

1)***室内无内热源, 外壁绝热;2)送风气体为不可压气体、稳态流动;3)污染源散发的粒子无质量。

其数学模型为:

1)连续性方程:

2)动量方程:

3)紊流脉动动能方程:

4)紊流能量耗散率方程:

5)浓度方程:

　结果分析

乱流度是表明Ⅰ 级洁净***室的一项重要指标, 其基本作用是为了说明速度场的离散程度, 用于不同速度场的比较。其基本表达式如下:

式中:vpj ——— 工作区内速度的平均值, m/s , ;

vi ——— 工作区内各节点的速度值, m/s ;

β ——— 乱流度;

K ——— 工作区内节点总数。

工作区各点乱流度计算结果

为了分析方便, 将表1 拟合成曲线, 如图3、图4 所示。www.kdljh.com

对于Ⅰ 级洁净***室而言, 乱流度不宜大于0 .25。风管管段加工清洗合格后用塑料薄膜保护好风管两端再运至现场安装，所有风管配件及设备在安装前都须擦拭干净，否则不可安装。由图3 、图4 可以看出:当回风口的高度分别为200 mm 、250 mm 时, 随着回风口长度的增加, Ⅰ 级洁净***室工作区的乱流度先减小后增大, 由此可以说明, 在Ⅰ 级洁净***室中, 回风口过长或者过短都会对乱流度产生影响。由图3 可以看出, 当乱流度小于0.25 时,回风口的长度范围为2 448 mm ～ 2 750 mm ;由图4 可以看出, 当乱流度小于0.25 时, 回风口的长度范围为2 452 mm ～ 2 746 mm 。由此数据可以看出:当回风口高度增加时, 会使工作区的乱流度或多或少有所增加。因此, 在设计回风口时, 尽可能要减小回风口的高度。另外, 在Ⅰ 级洁净***室中, 回风口高度为200 mm 、250 mm 时, 回风口的面积能够满足风量的要求, 因此设计回风口时, 尽量使回风口的长度保持在2 448 mm ～ 2 746 mm 范围以内。

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空气净化一方面是送入洁净空气对室内污染空气进行稀释，另一方面是迅速排出室内浓度高的污染空气。为保证生产环境或其他用途的洁净室所要求的空气洁净度，需要采取多方面的综合措施，一般包括以下几个方面：

(1)控制污染源，减少污染发生量这主要涉及发生污染的设备的设置与管理，以及进入洁净室的人与物的净化。认真做好图纸会审和技术交底充分领会设计意图，做好图纸会审和技术交底工作是保障洁净室施工质量的重要技术环节，发现和解决在施工中难以操作的技术难题，为保证洁净室施工质量打下坚实的基础。尽量采用产生污染物质少的工艺及设备，或采取必要的隔离和负压措施，防止生产工艺产生的污染物质向周围扩散；减少人员及物料带入室内的污染物质。例如，固体制剂的许多工艺中，粉体在干燥状态下进行处理，必然会产生粉坐，为防止其扩散和污染空气，产尘部位常果用局部排风排施。对于某些生产工艺，主要是采取送风、排风配合使其稀释到允许浓度以下，一般不另采取净化指施。