一、十萬級(jí)無塵車間氣流組織形式

十萬級(jí)無塵現(xiàn)場(chǎng)氣流組織形式上傳統(tǒng)的潔凈室設(shè)計(jì)也很少采用上送上回形式.

從排除污染物的角度來看，上回形式有明顯的缺陷.不利于工作區(qū)(離地面1m左右)污染物濃度的下降，污染物不會(huì)被氣流帶到工作區(qū)下部的回風(fēng)區(qū)，會(huì)發(fā)生類似于向上的回流現(xiàn)象.

另外，上次的氣流有污染物，在送風(fēng)氣流的引導(dǎo)下，有可能再次污染工作區(qū)域的上次氣流在風(fēng)速大的時(shí)候，也有可能揚(yáng)起地面的灰塵.風(fēng)速小的時(shí)候，送回風(fēng)流會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象.

由于以上原因，上回氣流組織不推薦規(guī)范:但在工程實(shí)踐中，上回氣流配置方便，節(jié)約投資，施工簡(jiǎn)單，具有不在一定適用范圍內(nèi)浪費(fèi)能源的優(yōu)點(diǎn).基于這個(gè)想法，我們?cè)诠こ讨袊L到了.測(cè)試顯示，達(dá)到預(yù)期效果，完全滿足10000級(jí)精度要求.

以下結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行具體分析.某制藥廠的干燥現(xiàn)場(chǎng)要求凈化空調(diào)系統(tǒng)，凈化水平為100000級(jí)，凈化面積約為4Om2，考慮潔凈室的配置方法.根據(jù)規(guī)范，應(yīng)采用頂送側(cè)下回氣流組織形式，滿足該氣流形式的潔凈室配置方式見

圖1.

回風(fēng)通過垂直回風(fēng)管返回天花板，在鼓風(fēng)機(jī)的作用下，空氣通過亞高效過濾器送風(fēng)返回室內(nèi).

這種形式布局復(fù)雜，沒有回風(fēng)通道，占有有效使用面積，增加成本，施工夏雜.為了解決上述問題，我們嘗試了另一種布局方法.

采用上述配置方式，初效過濾器的回風(fēng)口可以直接安裝在天花板上，節(jié)省回風(fēng)管道不占有效使用面積，降低工程成本.系統(tǒng)布局也簡(jiǎn)潔方便.

以下是對(duì)新型氣流組織下各參數(shù)關(guān)系、凈化效果、適用范圍及其經(jīng)濟(jì)性的分析，
 

二、新型氣流組織和傳統(tǒng)氣流組織下室內(nèi)潔凈度、

允許灰塵量和通風(fēng)次數(shù)的關(guān)系，
1、常規(guī)氣流組織的情況，傳統(tǒng)的頂送側(cè)下回氣流組織形式:其流場(chǎng)可見
圖3.
由于工作區(qū)域處于主流區(qū)域，其他部分處于渦流區(qū)域，因此應(yīng)間平均濃度計(jì)算.該關(guān)系式表示
室平均含塵濃度，粒子/升≥0.5μm，n1傳統(tǒng)氣流下通風(fēng)次數(shù)、次/時(shí)β主流區(qū)發(fā)塵量占總發(fā)塵量的比例渦流區(qū)至主流區(qū)的帶風(fēng)量與送風(fēng)量的比較Vb渦流區(qū)體積，米3，g？潔凈室單位容積灰塵量，粒子/分鐘？米3，NS？高效過濾器出口含塵濃度粒子/升≥0.5μm.v潔凈室容積，米2，根據(jù)室內(nèi)氣流分布[，β取0.5.另外，由于每個(gè)過濾器的負(fù)擔(dān)面積超過7m2，所以取1.5.亞高效過濾器出口農(nóng)度取8.5粒/升≥0.5μm.潔凈室答積約1OOm，由兩個(gè)擴(kuò)散板過濾器負(fù)擔(dān)，Vb/V=0.498≈0.5.10000級(jí)潔凈室，n取1750粒/升？≥0.5μm，將上述數(shù)據(jù)代入式(1):n1G27.9.8小米.2、新型氣流組織的情況下，可以看到上傳到室內(nèi)流場(chǎng)的

圖4.由于該氣流形式室內(nèi)渴流區(qū)多，應(yīng)采用渴流區(qū)濃度計(jì)算公式.
其關(guān)系式如下仁[2]:渦流區(qū)含塵濃度，10000級(jí)潔凈室，Nb取1750粒/升≥0.5μm.、

3、新型氣流組織用于小面積潔凈室的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，比較(2)、(4)在相同的灰塵量下，采用上下氣流組織的通風(fēng)次數(shù)采用上下氣流組織的通風(fēng)次數(shù)的1.25倍，前者的風(fēng)扇消耗電力是后者的1.252=1.56倍.對(duì)于大面積的潔凈室，采用上回氣流組織是不經(jīng)濟(jì)的.

但是，對(duì)于小面積的潔凈室，由于其體積小，要求的送風(fēng)量不大，但是潔凈室的空氣循環(huán)系統(tǒng)的阻力大，為了滿足克服阻力的要求，需要選擇高壓風(fēng)扇，但是高壓風(fēng)扇可以提供的風(fēng)量多(遠(yuǎn)大于要求風(fēng)量).

此時(shí)，采用上回氣流組織是合適的.

與上下回氣流組織相比，要求送風(fēng)量增大，但鼓風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)量可以滿足加大送風(fēng)量的要求，鼓風(fēng)機(jī)的型號(hào)和功耗不變，但系統(tǒng)的初始投資大幅減少.以下是本工程實(shí)例的分析.潔凈室的體積是96.9m3.采用上下回氣流組織形式，假設(shè)發(fā)塵兒童為322058粒/麥3.分，按規(guī)范通風(fēng)次數(shù)為15次/小時(shí)，要求送風(fēng)量為15次x，96.9=1453.5m3/小時(shí).

采用上回氣流組織形式時(shí)，要求送風(fēng)量為1.25次x1453.5=1816.88m3/h.該系統(tǒng)(最終)的限制力約為3000Pa，這可以克服系統(tǒng)的阻力，滿足風(fēng)量的要求.選擇YDF-1型低噪音生離心風(fēng)扇(南京晨光機(jī)械廠)[3].

檢查那個(gè)h嗎？q曲線顯示，壓頭為3OOPa時(shí)，提供風(fēng)量為260m3/h.由此可見，無論是送到合適的氣流組織還是送回氣流組織，選擇的鼓風(fēng)機(jī)型號(hào)都是一樣的，系統(tǒng)的功耗也是一樣的.

但是，采用上回氣流組織，系統(tǒng)的初始投資可以大幅度減少.這表明新型氣流組織經(jīng)濟(jì)實(shí)用.

4、采用新型氣流組織適當(dāng)?shù)膬艋娣e，根據(jù)上述分析，在小面積的潔凈室采用新型氣流組織適當(dāng).

_那么，適合新型氣流組織的潔凈室面積上限值(最大允許凈化面積)到底是多少？這與那些因素有關(guān)我們將對(duì)此進(jìn)行分析.

顯然，面積的上限值與室內(nèi)灰塵量、系統(tǒng)送風(fēng)量有關(guān).送風(fēng)量一定時(shí)，室內(nèi)灰塵量越大，要求的換氣次數(shù)越大，允許的潔凈室面積越小，室內(nèi)灰塵量一定時(shí)，要求的換氣次數(shù)也一定，送風(fēng)量越大，允許的潔凈室面積越大.
 

根據(jù)潔凈空調(diào)系統(tǒng)的大小及其部件的構(gòu)造和數(shù)量，中小型凈化系統(tǒng)的阻力一般在250~750Pa之間.系統(tǒng)阻力確定后，壓頭(克服阻力)的下風(fēng)量也一定.通過風(fēng)量和采用新型氣流形式所需的通風(fēng)次數(shù)，可以得到不同灰塵量下的潔凈室凈化體積.

為了方便計(jì)算，如果進(jìn)一步取得潔凈室的高度為2.5m，則要求潔凈室的允許凈化面積.根據(jù)以上步驟，在不同的送風(fēng)量、不同的灰塵量下采用新型氣流組織的潔凈室最大允許凈化面積.

三、測(cè)試結(jié)果和分析、

1、皮膚潔凈度測(cè)試點(diǎn)的配置和測(cè)試結(jié)果，以上實(shí)際工程為例進(jìn)行了測(cè)試.

垂直方向分別為0.5m、1m、1.5m、2.2m四個(gè)平面進(jìn)行測(cè)試.其中，lm和1.5班的高度分別配置63個(gè)測(cè)量點(diǎn)，0.5m和2.2m的高度分別配置45個(gè)測(cè)量點(diǎn).測(cè)量腳時(shí)，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)采樣3次，平均值為該點(diǎn)濃度值.

測(cè)量?jī)x器梁用經(jīng)驗(yàn)的Y09-4型塵粒計(jì)數(shù)器，測(cè)量數(shù)據(jù)按美國(guó)209D的規(guī)定處理.1.0m和1.5m高度測(cè)量點(diǎn)的配置為圖5、0.5m和2.2m，高度側(cè)點(diǎn)的配置為圖6.

由于篇福關(guān)系，測(cè)定的詳細(xì)結(jié)果稍微提高了一點(diǎn)，只提供了m、t、t的統(tǒng)計(jì)值.

2、通風(fēng)次數(shù)測(cè)定，供氣口風(fēng)速均采用九點(diǎn)法測(cè)定，如圖7所示，請(qǐng)看表2.換氣次數(shù)為:，從測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，粒子分布有以下規(guī)則:，送風(fēng)擴(kuò)散板下有明顯的送風(fēng)區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)粒子濃度低，從上到下沿射流方向粒子濃度逐漸增大.，靠近側(cè)壁在回風(fēng)口下，有一部分回流區(qū).

回流區(qū)濃度在1.0m和1.5m高處較低，在0.5m高處受四角和四壁中部渦流區(qū)的影響相反較高.

(3)、送風(fēng)過濾器重疊中部存在禍流區(qū)，濃度高.

(4)、四角回風(fēng)口下存在明顯的回風(fēng)口區(qū)，2.2m以上回風(fēng)口的影子大，粒子濃度也高.

(5)、兩側(cè)壁中部渦流區(qū)濃度高，從下到上，渦流區(qū)逐漸縮小.

(6)、回風(fēng)對(duì)角線上部2.2m以上存在渦流區(qū)，回風(fēng)氣流從上部直接短路，
(7)側(cè)試數(shù)據(jù)顯示，即使考慮到5倍的動(dòng)作比，回風(fēng)氣流也能達(dá)到100000級(jí)的精度要求.

(8)、凈化效果評(píng)價(jià):用工作區(qū)濃度CW、回風(fēng)區(qū)濃度CR的比較評(píng)價(jià)該氣流形式.CW取得1.0m高度的63分平均值，測(cè)定結(jié)果顯示CW-=208粒/升≥0.5μm，回風(fēng)口區(qū)濃度為前面2.2m高處回風(fēng)口區(qū)濃度為1點(diǎn)、5點(diǎn)、42點(diǎn)、45點(diǎn)4點(diǎn)的平均值，代入數(shù)據(jù)顯示，CR=270粒/升≥0.5μm.CW/CR=208/譚270=0.77，說明工作區(qū)濃度低于回風(fēng)口區(qū)濃度，該氣流組織凈化效果良好.

四、結(jié)論

1、小面積10000級(jí)潔凈室，上回氣流組織具有節(jié)約投資、施工方便、不浪費(fèi)能源的優(yōu)點(diǎn)，值得在工程中普及.

2、得到不同的灰塵量，不同的送風(fēng)量可以用上送回氣流組織允許的最大凈化面積作為參考.

3、測(cè)試結(jié)果表明，本工程實(shí)例采用上回氣流組織成功，凈化效果良好.