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    單向流(層流)潔凈室原理

       日期:2021-11-26     瀏覽:381    評論:0     買帖  | 修改  | 投訴  | 刷新

    在潔凈室內,從送風口到回風口,氣流流經途中的斷面幾乎沒有什么變化,加上進風靜壓箱和高效過濾器的均壓均流作用,全室斷面上的流速比較均勻,而至少在工作區內流線單向平行,沒有渦流。這也就是單向流潔凈室的三大特點。這里的流線單向平行,是指時均流線彼此平行,方向單一。

    單向流潔凈室的流態從雷諾數判斷是紊流的,所以所謂層流潔凈室的層流和流體力學上的層流是完全不同的概念。因此,層流潔凈室這個名詞是不貼切的,國外某些標準和文章也指出這一點,例如英國標準BS-5295就曾把所謂層流潔凈室定義為單向流潔凈室,只是照顧習慣在括號中注明為層流。前聯邦德國標準VDl- 2083則用"非紊流的置換流"這一術語,并在注中指出,層流這一概念只是為了區別早于層流潔凈室出現的紊(亂)流潔凈室而在當時采用的習慣用語,"層流系統"的確切意思并不是分層流動,而是紊流的置換流,用本章提到的概念是紊流的漸變流。在流體力學中,這種流動狀態也可稱平行流或單向流。1977年中國在《空氣潔凈技術措施》中選用了"平行流"這個術語,在該術語后面同時也指出習慣上稱"層流"。

    在單向流潔凈室內,干凈氣流不是一股或幾股,而是充滿全室斷面,所以這種潔凈室不是靠潔凈氣流對室內臟空氣的摻混稀釋作用,而是靠潔凈氣流推出作用將室內臟空氣沿整個斷面排至室外,達到凈化室內空氣的目的。所以,前聯邦德國有人稱單向流潔凈室的氣流為"活塞流"、"平推流"前蘇聯稱之為"被擠壓的弱空氣射流"。干凈空氣就好比一個空氣活塞,沿著房間這個"氣缸",向前(下)推進,而使塵粒只能前(下)進,沒有返回,把原有的含塵濃度高的空氣擠壓出房間。

    在單向流潔凈室以及單向流凈化設備中,可以發現沿壁的和兩個過濾器搭接處下方的反向氣流。這種氣流將把下方的污染傳輸到上部再送下來,破壞了上述"活塞流"的狀態,危害極大。對于和外界有開口相通的局部凈化設備,例如潔凈工作臺,這種氣流將引射外界污染氣流,在設計上一定要減小過濾器邊框處所占的無效面積,更要設法使空間的壁面盡量接近過濾器有效迭風截面。

    通過上面分析,可以認為保證單向流潔凈室特性(高潔凈度和快速自凈恢復能力)的重要先決條件有兩個:①來流的潔凈度;②來流的活塞流情況;

    對于來流的潔凈度,對通過高效以上過濾器送風的單向流潔凈室來說是不成問題的,而對于來流的"活塞流"情況,則需作進~步分析。

    根據流體力學原理,來流條件對以后的流動狀況將有直接的重要影響,送風面出口氣流也就是工作區的來流。

    來流的紊動性大,則將影響后面的單向流特性;來流未充滿流動截面,則將影響后面是否能形成"活塞流"和形成的快慢;而來流未充滿流動截面也是來流素動的一個因素。所以,在采用高效過濾器的條件下,保證單向流潔凈室特性的必要條件是"活塞流",而"活塞流"的必要條件則是來流充滿流動截面。但是,對一間房間而不是一段管道來說,讓氣流從頭至尾完全充滿流動截面也是不現實的。

    最初,確實認為這種單向平行的氣流應該充滿整個潔凈室,但這在技術上和經濟上都是不利的。隨著認識的發展,人們又指出這種單向流只是"在有限的領域內全部空氣沿平行流線以等速流動的意思",并認為能極力抑制渦流的發生。通過全空間的清潔空氣的單向流特性占支配地位的那樣的房間,也稱為單向流潔凈室。這就是說,不要求在整個房間都具有單向平行的流線,均勻的速度,沒有渦流,而是只要求單向平行流特性在這個房間中占支配地位,例如在整個工作區這一層空間保證了單向流,這個房間就是單向流潔凈室。前面介紹過的國內外有關標準、措施中關于單向流潔凈室達到的高潔凈度,就是指在工作區內達到的潔凈度。因此,密集布置的流線型散流器頂送和全孔板頂送,也被作為實現垂直單向流的手段使用。

     
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