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新型的垂直单向流洁净室

新型的垂直单向流洁净室

　　单向流（平行流）洁净室*早在1961年出现在美国，叫层流洁净室。这种洁净室的出现，对于空气洁净技术来说，是一个重要的里程碑，使空气洁净技术发生了飞跃，使创造异常洁净的环境成为可能。单向流洁净室又可分为垂直单向流洁净室和水平单向流洁净室，本文主要介绍垂直单向流洁净室。
　　1、垂直单向流洁净室原理垂直单向流是**别洁净室应用*广泛的一种气流流型。
　　在洁净室内高效空气过滤器（或超高效空气过滤器）布置在顶棚或侧面，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，加上送风静压箱和高效过滤器的均压作用，使得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。干净的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参混稀释作用，而是靠推出作用将室内脏空气沿整个断面排至室外，从而达到净化室内空气的目的[1].空气经架空地板回至循环风机，从而形成上送下回的垂直单向流流型。当房间宽度小于等于6m时，也可以在侧墙下部设回风口形成上送下侧回的气流流型，这种方式基本上也属于垂直单向流流型［2］。
　　2、单向流的三要素单向流的形成除了要满足气流充满洁净室或洁净区，还有三个要素：气流速度、气流的不均匀度、气流的平行度。而且对三要素均有严格的要求。
　　1、气流速度
　　气流速度的选择原则应该使整个气流均匀流动不发生滞留区。气流速度应能抵抗人员活动、热浮升的干扰，对于垂直单向流洁净室横断面的断面风速Vd可参考下述数值选用[2]：
　　a）室内无人或经常处于无人状态 0.1～0.15m／s；
　　b）一般情况ISOl～4级 0.25—0.35m／s，ISO5级0.2～0.35m／s；
　　c）有上升热气流（流速为Vr）时，Vd＞Vr；
　　d）考虑人员舒适 Vd＜0.5m／s；
　　e）工艺有特殊要求时按工艺要求确定。
　　2、气流速度的不均匀度
　　洁净技术发展初期，对气流的不均匀度要求很严格。美国FS209B规定：不均匀度在±20%以内。此规定没有说明以那个速度为基准值，是设计风速还是断面风速的实测平均值。一般认为其准值是断面实测的平均风速。
　　美国FS209以后，删掉了气流不均匀度的要求。这显然是长期实践得出的认识。从长期对洁净室的测试发现这一要求基本达不到。我们知道，出口气流除射流的主体段之核心部分，气流速度相等，流线平行外，其它部分均不可能。由于过滤器滤料密度不均，过滤器送风静压箱压力不均，及由于相邻高效过滤器边框形成的无风区，相邻过滤器出风搭接处的风速与过滤器表面的出风风速也不相同[3].
　　3、流线的平行度
　　各种规范都规定单向流的一个要素是气流平行。这一点到目前为止仍被坚持。然而实践证明这也是完全没必要的。我们知道，只要整个气流中的流线（迹线）不交叉就不会形成涡流区。尘粒就会沿着迹线（流线）排走，而不会被滞留，或改行其它迹线。
　　那么，两个流线之间在什么情况下形成涡流呢？对此，尚无定论。流体力学中的渐扩管的局部阻力损失，经推算当扩散角为5～8*小。这就意味着当扩散角为5～8时只有流速分布改变形成的损失，而基本无旋涡区损失。所以理论上当两个流线的夹角小于5～8时，则不会形成涡流；由此推论只要送风口的出流中，相邻的流线扩张角小于5～8，整个气流沿单一趋向流动仍可形成单向流[3].
　　除了要满足单向流洁净室3项特性指标的要求外，还应满足《洁净室施工及验收规范》（JGJ71—90）规定的回风口风速不应大于2.0m／s，并且回风口高度和洁净室室宽的比值应大于或等于0.1的条件。在一般应用中，回风口设在低于工作区下限高度0.8m以下.

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