全天花送風相對兩側回風潔凈車間替代層流潔凈車間的研究

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

1  數學模型（圖1潔凈車間示意圖）

數學模型采用適于描述空調房間氣流流動規律并被實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：

  1．全室無溫差，室內無熱源；圍護結構絕熱；

2．污染物粒子無質量，散發率為定值．

 以上兩項假設是與實際情況下空態，潔凈車間的狀態很符合的，所以通過模擬方法進行研究是可靠的。

具體計算模型如下：

2　空態流場模擬

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

圖2，圖3是不同結構潔凈室模擬結果

通過分析發現，在不同室寬和回風口高度的情況下，均沒有明顯渦流區產生，這與

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

  這樣，工作區高度以上流線的偏斜就成為影響工作區流型的主要因素．對模擬結果發現，流線的最大偏角出現的位置和角度都與室寬、回風口高度有密切的關系，見圖5。

由圖5可見，當室寬一定時，回風口高度越小工作區內的流線垂直性越好；回風口高度一定時，室寬增大流線偏角增大。

一般認為回風口對流型影響不大，流型主要取決于送風口．這個概念對一般空調工程來說是對的．但對潔凈車間來說，回風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，應從室寬和回風口高度兩方面考慮．室寬在8m以內，回風口高度在0.7m以下的此類潔凈車間都能獲得滿意的流型，而且回風口高度越小，流場流線偏斜越小。但過低的回風口會導致回風口速度過大，使流場穩定性降低，易產生渦場并引起已沉降于地面的粒子二次飛揚．GBJ73 - 84風速上限；對污染場分析時，我們又指出了送風風速下限不應低于0.25m/s．綜上所述我《潔凈廠房設計規范》規定回風口風速<2m／s，這就限定了一定結構比例的潔凈車間的送風風速上限；對污染場分析時，我們又指出了送風風速下限不應低于0.25m/s．綜上所述我們可列出能在工作區取得意流型的室寬和回風口高度的組合和各組中的推薦風速，見表一。

對空態流場有以下結論：

　　此類潔凈車間中部的渦流三角區對流場影響甚微，回風口高度和室寬是決定工作區流型能否滿足要求的關鍵因素，在恰當的室寬和回風口高度叱例下，工作區流線能很好地接近平行，達到高級別潔凈車間。

3污染場的模擬

通過對無初速度的點污染源在該類潔凈車間的污染場的分布情況分析可以發現，污染物的分布基本是跟隨流線的．在工作區，污染物的擴散被很好地控制在一個窄條狀的區域內．隨著污染源向室中部移動，污染場的濃度也逐漸提高，但擴散寬度將略有減小，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，通過對空態下污染物分布場的分析表明，此類潔凈車間在工作區能達到接近全地板回風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。