全天花送風(fēng)相對兩側(cè)回風(fēng)潔凈車間替代層流潔凈車間的研究

? 全天花送風(fēng)相對兩側(cè)墻下部回風(fēng)式潔凈車間（如圖1），是傳統(tǒng)的全地板回風(fēng)式潔凈車間的變形。該室以其接近垂直層流的較佳流型和全地板回風(fēng)相比，大大降低的造價受到人們的青睞，發(fā)展前景十分廣闊．因而，需要對這種潔凈車間的特性有更深入的了解．

1  數(shù)學(xué)模型（圖1潔凈車間示意圖）

數(shù)學(xué)模型采用適于描述空調(diào)房間氣流流動規(guī)律并被實(shí)踐證明是較為成功的K一ε三

維紊流模型，且作出如下假設(shè)：

  1．全室無溫差，室內(nèi)無熱源；圍護(hù)結(jié)構(gòu)絕熱；

2．污染物粒子無質(zhì)量，散發(fā)率為定值．

 以上兩項(xiàng)假設(shè)是與實(shí)際情況下空態(tài)，潔凈車間的狀態(tài)很符合的，所以通過模擬方法進(jìn)行研究是可靠的。

具體計(jì)算模型如下：

2　空態(tài)流場模擬

此種潔凈車間的流線是向兩側(cè)回風(fēng)口側(cè)向偏斜的，  因而要想在工作區(qū)（o．8<H<1.5m）取得滿意的流型，就要保證在工作區(qū)高度(0.8m)以上流線偏斜在一定范圍內(nèi)，且沒有渦流區(qū)出現(xiàn)。

圖2，圖3是不同結(jié)構(gòu)潔凈室模擬結(jié)果

通過分析發(fā)現(xiàn)，在不同室寬和回風(fēng)口高度的情況下，均沒有明顯渦流區(qū)產(chǎn)生，這與

目前流行的觀點(diǎn)：此種潔凈車間中央將有一個明顯的渦流三角區(qū)相悖，但卻與某潔凈車間的實(shí)測結(jié)果相吻合，見圖4。因此，筆者認(rèn)為在該種潔凈車間中部即或有渦流三甬區(qū)存在也是很微弱的，其紊動程度不至影響到工作區(qū)的流場。

  這樣，工作區(qū)高度以上流線的偏斜就成為影響工作區(qū)流型的主要因素．對模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，流線的最大偏角出現(xiàn)的位置和角度都與室寬、回風(fēng)口高度有密切的關(guān)系，見圖5。

由圖5可見，當(dāng)室寬一定時，回風(fēng)口高度越小工作區(qū)內(nèi)的流線垂直性越好；回風(fēng)口高度一定時，室寬增大流線偏角增大。

一般認(rèn)為回風(fēng)口對流型影響不大，流型主要取決于送風(fēng)口．這個概念對一般空調(diào)工程來說是對的．但對潔凈車間來說，回風(fēng)口的影響是不能忽略的．單以室寬來確定流場能否滿足要求是不全面的，應(yīng)從室寬和回風(fēng)口高度兩方面考慮．室寬在8m以內(nèi)，回風(fēng)口高度在0.7m以下的此類潔凈車間都能獲得滿意的流型，而且回風(fēng)口高度越小，流場流線偏斜越小。但過低的回風(fēng)口會導(dǎo)致回風(fēng)口速度過大，使流場穩(wěn)定性降低，易產(chǎn)生渦場并引起已沉降于地面的粒子二次飛揚(yáng)．GBJ73 - 84風(fēng)速上限；對污染場分析時，我們又指出了送風(fēng)風(fēng)速下限不應(yīng)低于0.25m/s．綜上所述我《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定回風(fēng)口風(fēng)速<2m／s，這就限定了一定結(jié)構(gòu)比例的潔凈車間的送風(fēng)風(fēng)速上限；對污染場分析時，我們又指出了送風(fēng)風(fēng)速下限不應(yīng)低于0.25m/s．綜上所述我們可列出能在工作區(qū)取得意流型的室寬和回風(fēng)口高度的組合和各組中的推薦風(fēng)速，見表一。

對空態(tài)流場有以下結(jié)論：

　　此類潔凈車間中部的渦流三角區(qū)對流場影響甚微，回風(fēng)口高度和室寬是決定工作區(qū)流型能否滿足要求的關(guān)鍵因素，在恰當(dāng)?shù)氖覍捄突仫L(fēng)口高度叱例下，工作區(qū)流線能很好地接近平行，達(dá)到高級別潔凈車間。

3污染場的模擬

通過對無初速度的點(diǎn)污染源在該類潔凈車間的污染場的分布情況分析可以發(fā)現(xiàn)，污染物的分布基本是跟隨流線的．在工作區(qū)，污染物的擴(kuò)散被很好地控制在一個窄條狀的區(qū)域內(nèi)．隨著污染源向室中部移動，污染場的濃度也逐漸提高，但擴(kuò)散寬度將略有減小，這是由于隨污染源向室中部移動，使污染物排出變得困難所致，見圖6．

    模擬還顯示，隨著室寬和回風(fēng)口高度的減小，污染物的控制效果將變得更理想，通過對空態(tài)下污染物分布場的分析表明，此類潔凈車間在工作區(qū)能達(dá)到接近全地板回風(fēng)式垂直層流潔凈車間的理想的污染控制效果．在某些場合可以代替層流潔凈車間，且造價低。