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时间:2019-10-22  来源:车间緃uanheng|蔯hen肪huan导鋦洁净手术室|洁净实验室-济南金贝yu乐xia载緃uanheng有xiangong司  浏览次数: 212 次
文章简介:减少高效过滤器tongyang达dao絰i呓嗑籮i别,    随着计算流ti动力学(CFD)技术自身的发展,qi已guang泛应用yunuan通空调和洁净蕐e裙heng领域。通过计算机qiujie流ti所zun循的kongzhifangcheng,可以获de流动区域的流速、温du、zu分、浓

   随着计算流ti动力学(CFD)技术自身的发展,qi已guang泛应用yunuan通空调和洁净蕐e裙heng领域。通过计算机qiujie流ti所zun循的kongzhifangcheng,可以获de流动区域的流速、温du、zu分、浓du等物理

量的xiangxi分bu情况。本文利用CFD软件,对cai用feng机过滤器单yuan緃uan盏飨低车哪澄⒌鐉i洁净厂房的ISO5ji洁净室进行计算机mo拟,利用所dedao的速duchang分析评价qi性能,利用理论计算验证qi

平heng态的洁净du,并提chu一些应用中的注意事xiang,为实际工cheng应用提供参考。最hou通过实地现chang测试,证明减少末端高效过滤器的个数tongyang可以dedao絰i叩慕嗑皇襧i别,并满足动态工作的要qiu。

数值mo拟及分析

   数学mo型

   从流动的雷诺数来考虑,洁净蕐e钠骶闪鱨lj,空气的流动满足lianxu性fangcheng、动量fangcheng和能量fangcheng。对yu工cheng问题,我们不需要关心紊流的精xi结gou及qishun时变化,而只关心紊流随机变量的有关平均值,因此,本文cai用雷诺时均fangcheng紊流粘性系数fa,流动mo型cai用nuan通空调guang泛cai用的标准k一£erfangchengmo型,k一£mo型通过qiujie紊流动能与紊流动能耗散lv的输运fangchengdedao紊流粘性系数。

   bian界条件:墙tibian界设为无huayibian界条件;送fengbian界条件:送feng速du取过滤器面feng速平均值,速dufang向竖直向xiauan豧engbian界条件:回feng口满足充分

发展段紊流chu口mo型。由yu室na热fu荷较小,不考虑温du浮升效应对气流的ying响。cai用hunheyingfeng差分格式对偏微分fangcheng进行离散,基yu有xian容积

fa的SIMPLEST算fa进行qiujie。

   物理mo型及计算结果分析

   fang案一将feng机过滤器单yuan(规格为1.2m×1.2m)成条型居中bu置yu天花板,满bu比为25%,回fengcai用全地面均匀散bu穿孔板作为回feng口。物理

mo型如图1所示。经mo拟计算dedao气流流chang如图2所示(由yu送feng口zail,fang向呈对chenbu置,图中只给chu一半流chang)。从图2可知,zai送feng口xiafang流线

垂直向xia,流线平行较好,而zai送feng口至墙ti范围na有较大的涡流区,zhu流区范围减少,不能使全室工作区达dao絰i遤i别。tong时lizi也会被卷吸进入

zhu流区,pai除污ran物的路jingzeng长,zeng加污ran的可能性。

  fang案er将tongyang规格的feng机过滤器单yuan较均匀地bu置yu天花板上,满bu比仍为25% ,过滤器面feng速为0.45 m/s,回feng仍cai用全地面均匀散bu穿

从mo拟计算结果可知,对yu均匀bu置的feng机过滤器单yuanfang案,工作区1.2m及0.8m高du断面平均feng速分别为0.1545m/s、0.1516m/s,可jian散bu

末端过滤器送feng口可以减小速du的shuai减。虽然zai送feng口zhi间上部存zaifan向气流,形成小的涡流区,但zai工作区0.8m~1.2m范围na已形成竖直向xia

的流线,时均流线平行较好,由yu此洁净室产热量较小,热气流对流线ying响可忽略,瞙uan岵嫦蛭踨an,因此上部的涡流瞙uan岫詚hu流区产生ying响。空

气中的微lizai重力、惯性和kuo散三种作用力xia运动速du和位yi是微小祄o眏ingzailUm蔮aoi跟随气流运动的速du和气流速duxiang差瞙uan岽髖u

1/1000 。此设计中xinfengchu理机zu设三ji过滤器,feng机过滤器单yuan中过滤器为U 1 5,效lv≥99.9995%@MPPS,直jing>lurn的微li可视为ling。

因此,工作区产生的微li能完全跟随气流一起运动,直接paichu洁净室。

  当进一步减小满bu比时由mo拟计算可知,除送feng口正xiafang一定区域外,qi余部分已根本不能bao证气流接近垂直向xia,过滤器zhi间存zai一个从

天花板dao地面贯通的ju大涡流区,污ran物极易被卷吸进入涡流区而不易paichu。经过mo拟计算及分析,认为zai送feng口满bu比为25% ,均詑ue謆ufeng机过滤器单yuan,cai用全地面

均匀散bu穿孔板回feng,过滤器面feng速为0.45m/s,xiang应huan气次数为147次/h,由yufeng机过滤器单yuan可达dao较大的送feng面feng速,以及均匀散bu穿孔地

板回feng口的均流作用,若cai用侧墙xia侧回feng,就会zai洁净室xia部区域形成较大的涡流三角区_3 J,因此洁净室na能形成比较he理的气流流形,zaizhu流

区na形成基本垂直向xia的流线。但zai靠近四zhou墙壁chu,由yu形成受xian射流,chu现涡旋,因此应避免将设备靠墙壁bu置,而应留有一定距离(这是洁净

室施工完毕、开始tou人使用时应加以注意的)。另外,此设计中虽然不能形成如chuan统满瞛i咝Ч似魉蚮eng口而形成的全蕐i叫衅鳎纆uo环境科

学学会(1EST)的标准IES —RP—CC012.1中已认为ISO5ji洁净室也可cai用fei单向流流型或hunhe流型

   洁净du的计算

  洁净蕐e慕嗑籨uji别由通feng系统和室na污ran源所决定,可以通过数学gong式对qi进行计算。根据lizi平heng理论,进人洁净蕐e膌izi有由室外xin

fengdai人、循环空气dai人及由室na污ran源产生的lizi。对yu电zi厂房室na污ran源zhu要是指工作人员的产尘,而设备产尘很少可忽略不计。从洁净室

paichu的lizi有由回fengdaichu及由yu室na正压而渗chu的lizi,可defangcheng如xia

   xinfeng预过滤器为F5(77=55%),中效过滤器为F9(叩:9 5% ),高效过滤器为H l 2(n=99.5%),feng机过滤器单yuan中过滤器为U15(n≥

99.9995%@MPPS);xinfeng含尘浓du天津地区取为3×107li/m (≥0.5tan);身着洁净服的工作人员走动时产尘量为l×104li/(s·人)(/>0.5tan);设

tong时有3人zai工作;通feng效lv取为90% ;xinfeng比为4.5% 。计算dechu此设计的洁净室稳定含尘浓du为2857li/m (即8lli/ft ),达daoISO5ji100

ft3 的设计要qiu(经现chang测试表明实际洁净duji别符heISO5ji要qiu)

  节能比较

  zai满足洁净du要qiu的前提xia,与an常规设计 fang式——全顶peng送feng地板格栅回feng进行能耗对比(针对面积为106m2,层高为2.7m的ISO5ji洁净

室),比较结果jian表l。an常规顶peng满瞛i咝Ч似魃杓疲绻褂胒eng机过滤器单yuan系统则qi能耗约为此设计中典型feng机过滤器单yuan系统的2.3

倍,可jian低满bu比feng机过滤器单yuan系统zaibao证洁净du的条件xia节能效果明显。

结论

  (1)针对电zi厂房洁净室发尘量较低,室na人员较少,热fu荷较小的情况,通过选择ji别絰i叩墓似鳎琱e理bu置末端高效过滤器的位置及回feng

fang式hou,即使设计的室nahuan气次数、断面平均feng速低yu我guo规范建议的xiaxian值,仍可有效地滤除lizi,满足空气洁净du要qiu;

( 2)洁净室节能有较大潜力,经过优化设计可减少初touzi,节能效果明显;

(3)对洁净室设计人员而言,从节能设计ju有的长期性效果考虑,针对juti工cheng的工艺需qiu可以有bao留地zun循设计准则;

(4)CFD是一种较好的优化设计工ju,结he工cheng实际情况,借助mo拟工ju进行辅助设计已成必然趋势。

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