以自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)為例,?通過測定上送單側(cè)下回氣流組織形式下的粒子濃度,?介紹了適合于小面積1000?級(jí)無塵車間的這種新型氣流組織形式。分析了新型氣流組織下?lián)Q氣次數(shù)。對(duì)這種氣流組織形式在小面積無塵車間中的應(yīng)用作了可行性和經(jīng)濟(jì)性分析。

1?　問題的提出

《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ 73?—84?規(guī)定:1000?級(jí)無塵車間送風(fēng)方式為孔板頂棚送風(fēng),?條形布置高效過濾器頂棚送風(fēng)或者間隔布置帶擴(kuò)散板的高效過濾器頂棚送風(fēng)?；仫L(fēng)方式為相對(duì)兩側(cè)墻下部均勻布置回風(fēng)口回風(fēng),?換氣次數(shù)不小于50?次/h?。這種送、回風(fēng)方式可造成室內(nèi)良好的氣流流型,?室內(nèi)大部分區(qū)域(包括人的工作區(qū))處于主流區(qū),?要求的潔凈度指標(biāo)可在較小的送風(fēng)量下達(dá)到。顯然,?它是一種比較理想的氣流流型。

然而,?1000?級(jí)無塵車間是亂流(非單向流)無塵車間中最高的潔凈度等級(jí)。這種無塵車間往往面積較小,?且被套在一個(gè)大的潔凈度較低的房間內(nèi)。對(duì)于這種獨(dú)立的、分散的、小面積的無塵車間,?它的氣流組織形式應(yīng)該如何呢?

該實(shí)驗(yàn)臺(tái)布置如圖1?。

由于在實(shí)際應(yīng)用過程中有些情況會(huì)受到房間和無塵車間(www.gxshunjiang.com)空間的限制,?不能布置兩側(cè)回風(fēng),?所以采用上送風(fēng)單側(cè)回風(fēng)的形式。

2?　兩種氣流組織形式下室內(nèi)潔凈度、容積發(fā)塵量與換氣次數(shù)的

關(guān)系

2?.1?　常規(guī)氣流組織形式

1000?級(jí)無塵車間常規(guī)送、回風(fēng)方式下造成的室內(nèi)氣流分布見圖2[2]。室內(nèi)大部分區(qū)域,?尤其是工作區(qū)(距地面1?～?1?.5 m?左右的區(qū)域)處于主流區(qū)。因?yàn)橥ǔ?/p>

所指的潔凈度指標(biāo)是指工作區(qū)潔凈度,?所以,?在此流型下,?潔凈度、容積發(fā)塵量與換氣次數(shù)的關(guān)系也即主流區(qū)濃度、容許發(fā)塵量與換氣次數(shù)的關(guān)系。

此關(guān)系式[1]可表示為:

式中: Na?———主流區(qū)含塵濃度,?粒/ L(≥0 .5?μm);

Ns?———高效過濾器出口含塵濃度,?粒/ L(≥0 .5?μm);

G?———無塵車間單位容積發(fā)塵量,粒/(min?m3)(≥0 .5?μm);

n?———送風(fēng)換氣次數(shù),?次/h ;

β?———主流區(qū)發(fā)塵量與總發(fā)塵量之比;

———渦流區(qū)至主流區(qū)的引帶風(fēng)量與送風(fēng)量之比。

根據(jù)室內(nèi)氣流分布,?β?取0?.6(兩側(cè)回風(fēng)取值);取1 .3 ;Ns?取1 .5?粒/ L(≥0 .5?μm)。

將以上數(shù)據(jù)代入式(1),?得Na?—?G?—?n?關(guān)系如下:

對(duì)于1000?級(jí)無塵車間,?取Na = 17 .5?粒/L(≥0 .5?μm),?則式(2)變?yōu)?

2 .2?　新型氣流組織形式

新型氣流組織形式下室內(nèi)流場分布見圖3[2]。因?yàn)槭覂?nèi)較大一部分區(qū)域(包括一大部分工作區(qū))處于渦流區(qū),?所以潔凈度、容積發(fā)塵量與換氣次數(shù)的關(guān)系也即渦流區(qū)濃度、容積發(fā)塵量與換氣次數(shù)的關(guān)系,?該關(guān)系式[1]可表示如下:

式中:Nb?—渦流區(qū)含塵濃度,?粒/L(≥0 .5?μm)。其他參數(shù)的意義同前。

根據(jù)室內(nèi)氣流分布,?β取0 .5(單側(cè)回風(fēng)取值);取1 .3 ;Νs?取1 .5?粒/L(≥0 .5?μm)。

將以上數(shù)據(jù)代入式(4),?得Nb?—?G?—?n?關(guān)系:

取Nb?=17 .5?粒/ L (≥0 .5?μm),?則式(5)變?yōu)?

由式(3)和式(6)可知,?在室內(nèi)發(fā)塵量相同的前提下,?要滿足同樣的潔凈度,?新型氣流組織所需換氣量要比常規(guī)氣流組織所需換氣量大。如果常規(guī)氣流組織下?lián)Q氣次數(shù)為n1 ,?新型氣流組織下?lián)Q氣次數(shù)為n2 ,則n1?與n2?關(guān)系為:

3?新型氣流組織形式用于小面積1000?級(jí)無塵車間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

由以上分析可知,?要滿足相同的潔凈度,?新型氣流組織下送風(fēng)換氣量要比常規(guī)氣流組織下送風(fēng)換氣量大一倍。對(duì)于大面積無塵車間來講,?采用新型氣流組織運(yùn)行費(fèi)用大得驚人,?這顯然是不可取的。然而,?對(duì)于小面積無塵車間,?情況就不同了。小面積無塵車間凈化空間體積較小,?要求的送風(fēng)量并不大,?而無塵車間系統(tǒng)的阻力卻比大。這就要求選擇高壓頭風(fēng)機(jī),?而高壓力風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)量也不會(huì)太小,?往往是提供的風(fēng)量遠(yuǎn)大于無塵車間要求的送風(fēng)量,?在此情況下,?或者采用節(jié)流的方法降低風(fēng)量,?或者在大風(fēng)量下運(yùn)行系統(tǒng)。因此,?如果在小面積無塵車間中采用新型氣流組織形式,和常規(guī)氣流組織形式相比,?風(fēng)機(jī)型號(hào)并不需要加大,運(yùn)行耗電量也不會(huì)增加,?而系統(tǒng)初投資卻可大大減少。顯然,?這是一種最為適宜的選擇。我們以上述實(shí)驗(yàn)臺(tái)為例對(duì)此問題作一分析。無塵車間體積為2.3 m?×1.7m?×2.2 m =8.6m3?,?若按1000?級(jí)無塵車間最小換氣次數(shù)50?次/h?計(jì)算,?所需送風(fēng)量為430 m3/h ,?而空氣循環(huán)系統(tǒng)阻力至少在150?～?200 Pa左右。風(fēng)機(jī)的選擇應(yīng)同時(shí)滿足送風(fēng)量和克服系統(tǒng)阻力的要求,?即風(fēng)機(jī)的壓力為150?～?200 Pa ,?此壓力對(duì)應(yīng)的送風(fēng)量為1200?～?2 000m3/h ,?大大超過要求的送風(fēng)量,?這就說明用單側(cè)回風(fēng)不用增加系統(tǒng)初投資,?反而可以節(jié)省系統(tǒng)初投資。在此情況下,?選擇新型氣流組織顯然是經(jīng)濟(jì)、實(shí)用并能滿足潔凈度要求的。

4?　實(shí)測結(jié)果分析

為了證明以上分析的正確性,?對(duì)圖1?所示的無塵車間潔凈度進(jìn)行了實(shí)測。測試是在模擬動(dòng)態(tài)工況下進(jìn)行的。測試儀器采用Y09 9?型激光粒子計(jì)數(shù)器。在無塵車間地面以上1.2 m左右的高度布置6?個(gè)測點(diǎn),?測點(diǎn)布置見圖4 ,?每個(gè)測點(diǎn)測3?次,?取其平均值作為最終結(jié)果,?潔凈度測定結(jié)果見表1 ,?測試時(shí)換氣次數(shù)n?2= 83?次/h?。按規(guī)范規(guī)定,?對(duì)于1000?級(jí)無塵車間來說,?≥0.5?μm的粒子濃度應(yīng)≤35個(gè)/L[3]。由測定結(jié)果可知, 無塵車間潔凈度完全滿足1000?級(jí)的要求,?證明新型氣流組織形式是適用的。

5?　結(jié)論

(1)對(duì)于10 m3以下的小面積1000?級(jí)無塵車間,?送風(fēng)方式采用帶擴(kuò)散板的高效過濾器頂棚送風(fēng),?回風(fēng)方式可采用單側(cè)墻下部均勻布置回風(fēng)口。與常規(guī)氣流組織形式相比,?這種氣流組織可大大節(jié)省系統(tǒng)初投資,?而系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用不會(huì)增加,?是一種較為理想氣流組織形式。

(2)要滿足相同的潔凈度等級(jí),?新型氣流組織下送風(fēng)換氣量要比常規(guī)氣流組織下送風(fēng)換氣量大一倍。因此,?對(duì)于大面積1000?級(jí)無塵車間,?這種氣流組織形式是不可取的。