以自設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)為例，通過測(cè)量上下回氣流組織形式下的粒子濃度，介紹了適合小型1000級(jí)無(wú)塵車間的新型氣流組織形式。分析了新氣流組織下的通風(fēng)次數(shù)。本文分析了該氣流組織在小型無(wú)塵車間中的應(yīng)用。

1　問題的提出

《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ73-84規(guī)定，1000級(jí)無(wú)塵車間的送風(fēng)方式為孔板吊頂送風(fēng)，條形布置高效過濾器吊頂送風(fēng)或間隔布置帶擴(kuò)散板的高效過濾器吊頂送風(fēng)?；仫L(fēng)方式是將回風(fēng)口回風(fēng)均勻布置在兩側(cè)墻體下部，通風(fēng)次數(shù)不少于50次/h。這種送回風(fēng)方式方式可以造成良好的室內(nèi)氣流。室內(nèi)大部分區(qū)域(包括人工作區(qū))位于主流區(qū)域，所需的潔凈度指標(biāo)可以在較小的送風(fēng)量下實(shí)現(xiàn)。顯然是理想的氣流。

然而，1000級(jí)無(wú)塵車間是亂流（非單向流）無(wú)塵車間中的清潔度水平。這種無(wú)塵車間通常面積較小，并被困在一個(gè)清潔度較低的大房間里。這種獨(dú)立、分散、小型無(wú)塵車間的氣流組織形式應(yīng)如何？

實(shí)驗(yàn)臺(tái)布置如圖1所示。

由于在實(shí)際應(yīng)用過程中，有些情況會(huì)受到房間和無(wú)塵車間空間的限制，兩側(cè)回風(fēng)無(wú)法布置，因此采用上送風(fēng)單側(cè)回風(fēng)的形式。

2　室內(nèi)種氣流組織形式下，室內(nèi)清潔度、體積粉塵量與通風(fēng)次數(shù)的關(guān)系

2.1　常規(guī)氣流組織形式

1000級(jí)無(wú)塵車間常規(guī)送貨，回風(fēng)造成的室內(nèi)氣流分布見圖2[2]。大部分室內(nèi)區(qū)域，特別是工作區(qū)域(距地面1~1.5m左右區(qū)域)位于主流區(qū)域。因?yàn)橥ǔＪ沁@樣。

所指的潔凈度指標(biāo)是指工作區(qū)域的潔凈度。因此，在這種流型下，潔凈度、體積粉塵量與通風(fēng)次數(shù)之間的關(guān)系，即主流區(qū)域的濃度、允許粉塵量與通風(fēng)次數(shù)之間的關(guān)系。

可表示為：

式中:Na———主流區(qū)域粉塵濃度，粒/L(≥0.5μm);

Ns———高效過濾器出口粉塵濃度，顆粒/L(≥0.5μm);

G———無(wú)塵車間單位容積粉塵量，顆粒/(min·m3)(≥0.5μm);

n———送風(fēng)次數(shù)/次/次/h;

β———主流區(qū)粉塵量與總粉塵量之比；

———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)值).3;Ns取1.5粒/L(≥0.5μm)。

代入上述數(shù)據(jù)(1)，得到Na—G—n關(guān)系如下:

1000級(jí)無(wú)塵車間，取Na=17.5粒/L(≥0.5μm),(2)變?yōu)?

2.2　新的氣流組織形式

室內(nèi)流場(chǎng)分布見圖3[2]。因?yàn)闈崈羰?。www.iwuchen.com大部分區(qū)域（包括大部分工作區(qū)域）位于渦流區(qū)域，因此清潔度、體積粉塵量與通風(fēng)次數(shù)之間的關(guān)系，即渦流區(qū)域濃度、體積粉塵量與通風(fēng)次數(shù)之間的關(guān)系，可表示如下：

式中:Nb—渦流區(qū)的粉塵濃度L(≥0.5μm)。其他參數(shù)的意義與以前相同。

根據(jù)室內(nèi)氣流分布，β取0.5(單側(cè)回風(fēng)值).3;Νs取1.5粒/L(≥0.5μm)。

以上數(shù)據(jù)代入式(4)，得到Nb—G—n關(guān)系:

取Nb=17.5粒/L(≥0.5μm),規(guī)則(5)變?yōu)?

根據(jù)公式（3）和公式（6），在室內(nèi)粉塵量相同的前提下，為了滿足相同的清潔度，新氣流組織所需的通風(fēng)量大于傳統(tǒng)氣流組織所需的通風(fēng)量。如果傳統(tǒng)氣流組織下的通風(fēng)次數(shù)為n1、新氣流組織下的換氣次數(shù)為n2,則n1與n2關(guān)系為:

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

從以上分析可以看出，為了滿足相同的清潔度，新氣流組織下的送風(fēng)量是傳統(tǒng)氣流組織下的兩倍。對(duì)于大面積無(wú)塵車間，新氣流組織的運(yùn)行成本驚人，這顯然是不可取的。然而，對(duì)于小型無(wú)塵車間，情況卻有所不同。小型無(wú)塵車間凈化空間小，所需送風(fēng)量小，但無(wú)塵車間系統(tǒng)阻力大。這就要求選擇高壓頭風(fēng)機(jī)，高壓風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)量不會(huì)太小，往往提供的風(fēng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無(wú)塵車間要求的送風(fēng)量。在這種情況下，要么采用節(jié)流的方法來減少風(fēng)量，要么在大風(fēng)下運(yùn)行系統(tǒng)。

因此，如果在小型無(wú)塵車間采用新的氣流組織形式，與傳統(tǒng)的氣流組織形式相比，風(fēng)機(jī)型號(hào)不需要增加，運(yùn)行功耗不會(huì)增加，但系統(tǒng)的初始投資可以大大降低。顯然，這是合適的選擇之一。我們以上述實(shí)驗(yàn)臺(tái)為例，對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了分析。無(wú)塵車間的體積為2.3m×1.7m×2.2m=8.6m3.1000級(jí)無(wú)塵車間小換氣次數(shù)為50次/h所需送風(fēng)量為430m3/h,空氣循環(huán)系統(tǒng)的阻力至少為150~200Pa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)壓力為150~200Pa,壓力對(duì)應(yīng)的送風(fēng)量為1200~2000m3/h,大大超過了所需的送風(fēng)量，這表明單側(cè)回風(fēng)不需要增加系統(tǒng)的初始投資，但可以節(jié)省系統(tǒng)的初始投資。在這種情況下，選擇一個(gè)新的氣流組織顯然是經(jīng)濟(jì)、實(shí)用和滿足清潔度要求的。

4　實(shí)測(cè)結(jié)果分析

為了證明上述分析的正確性，測(cè)量了圖1所示的無(wú)塵車間的清潔度。該測(cè)試是在模擬動(dòng)態(tài)條件下進(jìn)行的。使用測(cè)試儀器Y099激光粒子計(jì)數(shù)器。無(wú)塵車間地面以上11個(gè).2m左右高度布置6個(gè)測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)布置見圖4。每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)量3次。以平均值為終結(jié)果。潔凈度測(cè)定結(jié)果見表1。測(cè)試時(shí)通風(fēng)次數(shù)n2=83次/h。1000級(jí)無(wú)塵車間按規(guī)范規(guī)定，≥0.5μm粒子濃度應(yīng)為≤35個(gè)/L[3]。根據(jù)測(cè)定結(jié)果，無(wú)塵車間的清潔度完全滿足1000級(jí)的要求，證明適用于新型氣流組織。

5　結(jié)論

(1)對(duì)于10m3以下小面積1000級(jí)無(wú)塵車間采用帶擴(kuò)散板的高效過濾器天花板送風(fēng)，回風(fēng)方式可采用單側(cè)墻下部均勻布置。與傳統(tǒng)的氣流組織形式相比，這種氣流組織可以大大節(jié)省系統(tǒng)的初始投資，系統(tǒng)的運(yùn)行成本不會(huì)增加，是一種理想的氣流組織形式。

（2）為了滿足相同的清潔度水平，新氣流組織下的送風(fēng)量是傳統(tǒng)氣流組織下的兩倍。因此，對(duì)于大面積的1000級(jí)無(wú)塵車間，這種氣流組織形式是不可取的。