全天花送风相对两侧回风洁净车间替代层流洁净车间的研究

前言

  全天花送风相对两侧墙下部回风式洁净车间（如图1），是传统的全地板回风式洁净车间的变形。该室以其接近垂直层流的较佳流型和全地板回风相比，大大降低的造价受到人们的青睐，发展前景十分广阔．因而，需要对这种洁净车间的特性有更深入的了解．

1  数学模型（图1洁净车间示意图）

数学模型采用适于描述空调房间气流流动规律并被实践证明是较为成功的K一ε三

维紊流模型，且作出如下假设：

  1．全室无温差，室内无热源；围护结构绝热；

2．污染物粒子无质量，散发率为定值．

 以上两项假设是与实际情况下空态，洁净车间的状态很符合的，所以通过模拟方法进行研究是可靠的。

具体计算模型如下：

2　空态流场模拟

此种洁净车间的流线是向两侧回风口侧向偏斜的，  因而要想在工作区（o．8<H<1.5m）取得满意的流型，就要保证在工作区高度(0.8m)以上流线偏斜在一定范围内，且没有涡流区出现。

图2，图3是不同结构洁净室模拟结果

通过分析发现，在不同室宽和回风口高度的情况下，均没有明显涡流区产生，这与

目前流行的观点：此种洁净车间中央将有一个明显的涡流三角区相悖，（www.iwuchen.com）但却与某洁净车间的实测结果相吻合，见图4。因此，笔者认为在该种洁净车间中部即或有涡流三甬区存在也是很微弱的，其紊动程度不至影响到工作区的流场。

  这样，工作区高度以上流线的偏斜就成为影响工作区流型的主要因素．对模拟结果发现，流线的最大偏角出现的位置和角度都与室宽、回风口高度有密切的关系，见图5。

由图5可见，当室宽一定时，回风口高度越小工作区内的流线垂直性越好；回风口高度一定时，室宽增大流线偏角增大。

一般认为回风口对流型影响不大，流型主要取决于送风口．这个概念对一般空调工程来说是对的．但对洁净车间来说，回风口的影响是不能忽略的．单以室宽来确定流场能否满足要求是不全面的，应从室宽和回风口高度两方面考虑．室宽在8m以内，回风口高度在0.7m以下的此类洁净车间都能获得满意的流型，而且回风口高度越小，流场流线偏斜越小。但过低的回风口会导致回风口速度过大，使流场稳定性降低，易产生涡场并引起已沉降于地面的粒子二次飞扬．GBJ73 - 84风速上限；对污染场分析时，我们又指出了送风风速下限不应低于0.25m/s．综上所述我《洁净厂房设计规范》规定回风口风速<2m／s，这就限定了一定结构比例的洁净车间的送风风速上限；对污染场分析时，我们又指出了送风风速下限不应低于0.25m/s．综上所述我们可列出能在工作区取得意流型的室宽和回风口高度的组合和各组中的推荐风速，见表一。

对空态流场有以下结论：

　　此类洁净车间中部的涡流三角区对流场影响甚微，回风口高度和室宽是决定工作区流型能否满足要求的关键因素，在恰当的室宽和回风口高度叱例下，工作区流线能很好地接近平行，达到高级别洁净车间。

3污染场的模拟

通过对无初速度的点污染源在该类洁净车间的污染场的分布情况分析可以发现，污染物的分布基本是跟随流线的．在工作区，污染物的扩散被很好地控制在一个窄条状的区域内．随着污染源向室中部移动，污染场的浓度也逐渐提高，但扩散宽度将略有减小，这是由于随污染源向室中部移动，使污染物排出变得困难所致，见图6．

    模拟还显示，随着室宽和回风口高度的减小，污染物的控制效果将变得更理想，通过对空态下污染物分布场的分析表明，此类洁净车间在工作区能达到接近全地板回风式垂直层流洁净车间的理想的污染控制效果．在某些场合可以代替层流洁净车间，且造价低。