洁净室气流流型分类及气流流型可视化验证

news2025/1/19 14:14:48

洁净室气流

流型的分类

洁净室是空气悬浮粒子浓度受控的房间，其建造和使用方式可最大限度减少房间进入的、产生的和滞留的粒子。房间内的温度、湿度、压力等其他相关参数均按要求受控（ISO14644-6）。

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一.洁净室的四大技术要素

1 送风至少经过三级过滤（粗效、中效和高效），并且高效过滤器应设置在系统的末端。

2 洁净室应有足够的净化和空调的送风量。

3 洁净室应维持必要的压力梯度（正压梯度或负压梯度）。

4 洁净室应有合理的气流组织。

二.洁净室的分类

目前，洁净室常见的气流组织方式可分为两大类，即单向流和乱流。

在单向流洁净室内，干净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掺混作用，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。

由于气流的流线始终是平行的、无涡流，因此单向流洁净室可以根据气流组织形式分为垂直单向流洁净室和水平单向流洁净室。

图1 单向流气流流型

1、垂直单向流

垂直单向流是气流以一定的速度（0.25m/s~0.5m/s）从顶棚流向地坪的气流流型。这种气流能创造100级、10级、1级或更高洁净级别。但其初投资很高、运行费很高，工程中尽量将其面积压缩到最小，用到必须用的部位。

2、水平单向流

水平单向流是气流以一定的速度（0.3m/s~0.5m/s）从一面墙流向对面的墙的气流流型。该气流可创造100级的净化级别。其初投资和运行费低于垂直单向流流型。时长

3、不同的气流组织，各有其特点

1）垂直单向流：可达到最高洁净级别，室内工艺设备可以任意布置，自净能力强，简化人身净化设施，运转后短时间内即可变成稳定；但它的建造费用比较高，室内空间不易扩充。

2）水平单向流：对建筑高度要求不高，构造简单，便于布置灯具，高效过滤器安装、更换比较容易，运转后短时间内即可变成稳定；但需洁净室两端长度较长，沿气流方向的空气洁净度不同，下风侧空气被上风侧的设备、人员污染等。

洁净室的洁净度主要取决于合理的气流组织和高效过滤器的效率。对气流而言，单向流无疑是最佳的气流流型，因为它可以达到高级别洁净度。而低级别洁净度可采用非单向流。

4、乱流洁净室

乱流洁净室是气流以不均匀的速度呈不平行流动，伴有回流或涡流的洁净室。当一股干净气流从送风口送入室内时，迅速向四周扩散、掺混，同时把差不多同样的气流从回风口排出，净化气流稀释了室内污染的空气，把原来含尘浓度很多的室内空气冲淡，保证室内所需的空气洁净度。所以要想保证稀释作用很好实现，最重要一点是室内气流扩散得越快越均匀越好。

图2 乱流洁净室气流组织结构

乱流洁净室的原理就是稀释作用。它是靠送风气流不断稀释室内空气，把室内污染逐渐排出，来实现洁净效果。

乱流洁净室是最常见一种气流方式，经实践证明它能达到1000级及其以下的洁净度。为了达到100级或更高的洁净度，只有采用与乱流洁净室工作原理完全不同的另一种气流方式--单向流洁净室。由于乱流洁净室的造价和运行费用都要比单向流洁净室低很多，所以对洁净度要求不太高的洁净室大多使用乱流洁净室。

乱流洁净室的主要特点是从来流到出流（从送风口到回风口）之间气流的流通截面是变化的，洁净室截面比送风口截面大得多，因而不能在全室截面或者在全室工作区截面形成匀速气流。所以，送风口以后的流线彼此有很大或者越来越大的夹角，曲率半径很小，气流在室内不可能以单一方向流动，将会彼此撞击，将有回流、旋涡产生。这就决定乱流洁净室的流态实质是：突变流，非均匀流。

乱流洁净室的优缺点

优点：构造简单、系统建造成本低，洁净室扩充比较容易，在某些特殊用途场所，可并用无尘工作台，提高洁净室等级。

缺点：乱流造成的微尘粒子于室内空间飘浮不易排出，易污染制程产品。另外若系统停止运转再激活，欲达需求之洁净度，往往须耗时相当长一段时间。

5、单向流洁净室和乱流洁净室的区别