1、潔凈室的原理(氣流組織方式)
潔凈室是指將一定空間范圍內(nèi)的空氣中的微粒子、有害氣體、細(xì)菌等污染物排除,并將室內(nèi)的溫度、濕度、潔凈度、壓力、氣流速度與氣流流向、噪音振動及照明、靜電控制在某一需求范圍內(nèi),而所給予特別設(shè)計的空間。
潔凈室的主要原理即利用流體力學(xué)的相關(guān)性質(zhì)來控制室內(nèi)污染源。潔凈室控制污染源的途徑主要有3種:
1、控制污染源,減少污染發(fā)生量;
2、迅速排出室內(nèi)已經(jīng)發(fā)生的污染;
3、有效阻止室外的污染侵入。
第1點和第3點都可以通過封閉性和化學(xué)設(shè)備等解決,而核心的第2點則需要利用流體力學(xué)的物理原理。
在流體力學(xué)中,按照運動要素流速、加速度等有無時間因素可以分為穩(wěn)定流與不穩(wěn)定流,按照流線形狀可以分為漸變流和突變流,按照有無質(zhì)點交換可以分為層流和紊流。
按照氣流組織方式,潔凈室分為非單向流潔凈室和層流潔凈室。
非單向流潔凈室的主要特點:
為從來流到出流之間氣流的流通斷面是變化的,也稱亂流,非單向流的原理為稀釋作用。非單向流潔凈室一般采用孔板頂送,有全孔板頂送與局部孔板頂送之分,全孔板頂送風(fēng)速小,氣流分布均勻,可達(dá)到1000級潔凈度,局部孔板頂送與全孔板頂送相比,風(fēng)速大,在墻側(cè)有渦流并部分沿測墻向上翻卷,經(jīng)頂棚到中間,隨潔凈氣流向下流,混入和污染潔凈氣流,其潔凈度可達(dá)10000級。而高效過濾器風(fēng)口頂送則將高效過濾器放置在送風(fēng)口,一般帶擴散板,是一種常見的氣流組織形式。非單向流潔凈室的作用原理是:當(dāng)一股干凈氣流從送風(fēng)口送入室內(nèi)時,迅速向四周擴散、混合,同時把差不多同樣數(shù)量的氣流從回風(fēng)口排走,這股干凈氣流稀釋室內(nèi)污染的空氣,把原來含塵濃度很高的室內(nèi)空氣沖淡,一直達(dá)到平衡。所以氣流擴散的越快,越均勻,那么稀釋的效果越好。
層流潔凈室的主要特點:
為氣流的流通斷面是不變的,原理為靠推出作用將室內(nèi)污染的空氣沿整個斷面排至室外,從而達(dá)到凈化室內(nèi)空氣的目的。層流潔凈室的進風(fēng)面布滿高效過濾器,整個送風(fēng)面是一個大送風(fēng)口,送風(fēng)氣流經(jīng)靜壓箱和高效過濾器的均壓均流作用,從送風(fēng)口到回風(fēng)口氣流流線彼此平行,充滿全室斷面,以均速向前推進,就像個大活塞,把室內(nèi)原污染空氣排入回風(fēng)口,從而達(dá)到凈化室內(nèi)空氣的目的。由于氣流的流線始終是平行的,無渦流,因此層流亦稱平行流潔凈室,根據(jù)氣流組織形式分垂直層流潔凈室和水平直層流潔凈室。
垂直單向流潔凈室是比較典型的層流潔凈室。垂直單向流的優(yōu)點是可獲得均勻向下的單向氣流,因而自凈能力強,能夠達(dá)到最高的潔凈度級別,缺點是頂棚結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,造價和維護費用高,高效過濾器堵漏較困難。
《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定,1-4級潔凈度應(yīng)使用垂直單向流,5級潔凈度使用垂直單向流或者水平單向流,6-9級潔凈度應(yīng)使用非單向流。綜合來看,垂直層流方式運行成本最高,設(shè)備費用也最高,部分層流方式由于對生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)熱和排熱分別處理,降低了運行成本,設(shè)備成本中等,亂流方式循環(huán)風(fēng)量小,運行成本,設(shè)備成本也。