洁净室尘粒分布计算理论PPT课件

1、1）在采用一次回风时，风机也可设在温湿度处理室之前。2）当系统阻力较大等原因，回风管可设回风机。3）中效过滤器一般设置在系统的正压段，以防止外界空气渗入系统。4）高效过滤器应布置在靠近洁净室的送风口。 5）为防止系统停止运行后外空气经回风管进入洁净室，可在新风入口管段设置电动密闭阀或中效过滤器，或在风机处并联一个维持洁净室正压的值班风机。6）凡生产中产生大量有害物质且局部处理不能满足卫生要求，或对其他工序有危害时，则不能回风，采用直流式净化系统。7）单向流和非单向流洁净室间以及运行班次和使用时间不同的洁净室，其净化空调系统均直分开设置。系统说明系统说明：第1页/共35页2.乱流洁净室含尘浓度计

2、算式系统假设： 认为室内含尘浓度是均匀分布的； 假设通风是稳定的； 发尘量是常数； 大气层浓度也是常数； 忽略室内外灰尘的密度和分散度的变化对过滤器效率的影响； 忽略灰尘在管路系统和室内的沉降作用等。则通路上过滤器的总效率为n12312323231(1)(1)(1)(1)(1)(1)(1)1(1)(1)(1)(1)(1)nnrr11020301 (1)(1)(1) 如果新风路上有过滤器的组合，则1第2页/共35页 根据上述图示和一系列假设，进入洁净室内的尘粒应由3部分组成：（1）新风带进室内的尘粒：在t时间内每升空气由新风而增加的尘粒数量为：（2）由回风带进室内的尘粒：在t时间内，由回风而增加

3、的尘粒数为：tsMnn60)1)(1(1)6 0trs n Nt（3）在t时间内：室内发尘而使室内每升空气增加的尘粒数量为G10-3 t(pc/L)；在t时间内室内每升空气由通风换气排出的尘粒数量为：6 0tn Nt粒/L粒/L粒/L第3页/共35页 由以上分析可知，在t时间内洁净室内含尘浓度的变化为：Nt=进入的含尘浓度排出的含尘浓度=tSnNrt)1 (60 tsMnn60)1)(1 ( G10-3 t】tnNt60 根据初始条件，当t=0时，室内的含尘浓度即为洁净室原始含尘浓度N0,将此条件带入上式即可求出积分常数C，之后再带回原式即可求得洁净室含尘浓度瞬时式为：即t时，从理论上讲，室内

4、的含尘浓度趋于稳定状态。即：)1)(1 (1060)1 (1 1 1 )1 (1 )1)(1 (106060)1 (1 303rsntnrrntesMnGsnNsnsMnGN36010(1)(1)1(1)nrGMnsNns 应用此式时，需要注意系统中哪些过滤器组合效率是n，哪些是r，就可以较方便的列出某一系统的稳定式。单室浓度稳定式：第4页/共35页各种过滤器不同布置的系统：第5页/共35页含尘浓度瞬时式和稳定式的关系：1(1)600()rntstNNNN e01(1)600()rntstNNNNNN e当时，则净化过程：污染过程：01(1)600()rntstNNNNNN e当时，则瞬时式和

5、稳定式的关系式：第6页/共35页（1）多室含尘浓度计算。图为多室并联的情况。设第1洁净室的含尘浓度N1=3pc/L，第2洁净室N2=3000pc/L。 一般多室系统总回风的含尘浓度不会超过该系统最脏的1个洁净室的含尘浓度，就本图而言，则不会超过N2=3000pc/L。若假定3000pc/L就是总回风含尘浓度，即比N1提高1000倍。所以对于多室系统的1室来说，极端情况相当于在回风含尘浓度提出1000倍条件 下的单室系统的运行。其含尘浓度平衡方程式为： 化简得： 式中，N1多室系统1室的含尘浓度，pc/L。601060)1)(1 (60)1 (101313nNGsMnnsNnr)1(101)1(

6、1060331rnsnMnGNNsQs第7页/共35页 由于回风通路上设有高效过滤器，对于不小于0.5um尘粒的效率达r=0.99999,则式（6.21）中1-r=0.00001，即：1103s(1r) 1s(1r) 1。 N1 N 式中 N 单室系统时的含尘浓度。 上述分析推导说明，对于末级过滤器是高效过滤器的空气净化系统，则不管是多室系统还是单室系统，均可按单室的稳定式求多室系统中各室的稳定含尘浓度。 （2）有局部净化设备时的含尘浓度计算列出稳定状态时的浓度平衡方程式：3(1)(1) (1)(1)10(1)606060nrMnsNnNnssGs第8页/共35页化简得：进一步化简得：因1，而

7、上式又可写成：最后化简得：36 01 0(1) (1)1)(1) nrGM nsNnss36010(1)(1)(1)(1)nrGMnsNnss36010(1)(1)(1)nGMnsNns3(1)(1)(1)6010(1)(1)nnNnsssGMns单向流(层流)洁净室含尘浓度计算： 1.单向流洁净室内人的发尘可以不考虑； 2.回风带入的尘粒也可忽略。336010(1)(1)6010(1)snssrbGMnsbGNNnsn31/121/6/minsbGm式中：系数，取垂直单向流水平单向流只考虑结构表面发尘（即无人情况下）的单位容积发尘量，粒第9页/共35页1.1.洁净室不均匀分布的影响因素：洁净

8、室不均匀分布的影响因素：1）气流组织的影响算值高得多。2）送风口数量的影响第10页/共35页3）换气次数的影响4）送风口型式的影响第11页/共35页4 4）送风口型式的影）送风口型式的影响响第12页/共35页2.不均匀分布理论分析 假定发尘量是均匀的、稳定的，只是尘粒分布不均匀，即室内各区域存在着的浓度差。 下面将针对单个送风口的房间的3区不均匀分布模型给予理论分析,如右图所示。 三区不均匀分布模型 .在主流区内，由于工作区以上有一定风速，尘源 是不可能逆着气流均匀扩散的。主流区内的尘源散发出的尘粒将随着气流稍有扩展地沿气流方向运动，进入回风区并在该区得到一定程度的混合，一部分由回风口排出，一

9、部分折回涡流区，在涡流区内分布，并随着主流区引带的气流较均匀地贯穿整个主流区。 aG第13页/共35页下表列出了室内尘粒分布的不均匀性和区域间浓度比变化。工作区浓度和回风区浓度的比率(Na/Nc)表：离地面高度/m0.40.80.91 尘粒总数/（pc/L）87646159对0.4m处浓度的比率/%-747067 尘粒总数/(pc/L)41322928对0.4m处浓度的比率/%-7870680.5 m0.5 m.主流区内尘源散发的尘粒，一部分随涡流由下而上，再由上而下较均匀地进入送风气流的全边界层内。.有一含尘浓度不同于主流区和涡流的回风口区存在。第14页/共35页3.3.不均匀分布理论计算不

10、均匀分布理论计算设：G：单位容积发尘量，粒/m3，mmin Ga：主流区发尘量。粒/min Gb：涡流区发尘量。粒/min Go：总发尘量（粒/min）Go= Ga + Gb Q：涡流区至主流区的引带风量，L/min Q：送风量 ，L/min Va：主流区容积，L Vb：涡流区容积，L V：洁净室容积，L Na:主流区的含尘浓度，粒/L Nb:涡流区的含尘浓度，粒/L Ns:送风含尘浓度，粒/L第15页/共35页对于主流区：对于主流区：对于涡流区：对于涡流区：则不均匀分布含尘浓度的公式为：主流区含尘浓度：涡流区含尘浓度：由回风流动规律可知，回风区范围很小，可以忽略。所以，洁净室的平均含尘浓度：

11、aasbaaaNQQdNN QN QdtVVV3601011asGNNn 3160101bsGNNn 3601011aabbbvsN VN VVGNNVnV abbabbbbbGQdNGN QN QQQdtVVVV第16页/共35页 式中： -洁净室平均含尘浓度，pc/L； -送风含尘浓度，pc/L。可按下式计算：vNsN 111rrnsN nsMnsNn 式中： -系统中回风含尘浓度。rN由于Nr M ，所以上式分子左边一项比右边一项小得多，故上式可写成： (1)(1)snNMs -主流区发尘量与总发尘量之比； -涡流区到主流区的引带风量与送风量之比。 3601011aabbbvsN VN

12、VVGNNVnV 第17页/共35页洁净室含尘浓度 通式的物理意义是：Nn 在式中， 部分即为尘粒均匀分布条件下的含尘浓度。剩下部分令其为不均匀系数 。11bVV 则：36010sGNNn 36010vsGNNNn 由上式可以看出，按不均匀分布理论计算的含尘浓度等于按均匀分布理论计算的含尘浓度N 乘以不均匀系数。 为了便于计算，根据上述理论公式和实际使用条件，绘制成室内含尘浓度和换气次数关系曲线图，如图6-30所示，可查此图计算。如果已知洁净室要求达到的含尘浓度，而求换气次数 ：vn36010vsGnnNN 即 第18页/共35页均匀分布计算和不均匀分布计算的对均匀分布计算和不均匀分布计算的对

13、比比若、 不便于确定时，可由下表确定：换气次数换气次数n n101020204040606080801001001201201401401601601801802002001.51.51.221.221.161.161.061.060.990.990.90.90.650.650.510.510.510.510.430.430.430.43第19页/共35页洁净室特性洁净室特性一.静态特性曲线第20页/共35页第21页/共35页静态特性（均匀分布）曲线的结论静态特性（均匀分布）曲线的结论1.在M 粒/L以内，大气尘浓度的波动对于末级过滤器是高效过滤器的100级及以下的洁净室的含尘浓度影响极小。6

14、104.2.对于末级过滤器是中效过滤器的洁净室，室内含尘浓度完全随着大气尘浓度的波动而变化。3.室内单位容积发尘量G变化时，对洁净室含尘浓度的影响，随着末级过滤器效率的提高而增加。第22页/共35页第23页/共35页第24页/共35页第25页/共35页Vb/V=0.30.9第26页/共35页动态特性（不均匀分布）曲线的结论第27页/共35页二二. .室内空气含尘浓度影响因素的分析室内空气含尘浓度影响因素的分析N2001* *(1)* (1)0*1(1)(1)wrwsn MG sNns N0N0N0MN1sN00121 (1)(1) 主过滤器效率：第28页/共35页2 2 室外大气含尘浓度室外大

15、气含尘浓度 对对 的影响的影响M1sNMMMNNN1s10sN1s0020(1)(1) 1 (1)(1)(1)111(1)(1)wrrrnMGNsns1sN0(1) 1 (1)(1)(1)wrrnMG第29页/共35页0(1) 1 (1)(1)(1)0wrrnMG11wrNM0(1)(1)rrrwGnNGnNnNnM02001(1)(1)rNGnns 第30页/共35页2001(1)(1)rNGnns 第31页/共35页 某高效空气净化系统的洁净室长、宽、高分别为6，5，2.5m，换气次数为30次/h，室内工作人员为5人，新风比取30，试求室内可达到的洁净度等级。（1）洁净室的人员密度q： 2

16、25/m0.17/m6 5PqF 人人人人（2）单位容积发尘量 查图6-30得，433.9 10/(min)Gpc m G（3）送风含尘浓度 见式(6-32):sN 11snNMS 式中： -室外大气浓度，取 ； -回风比， 为新风比，本题取S=0.3; -新风道路上过滤器的总效率； Msn 61 10/Mpc L (1) s 1231111n 分别取的效率，即1230.20.40.9999,(1)0.000005n 所以4100 100.3 0.000005/1.5 /sNpc Lpc L 第32页/共35页36010sGNNn 4360 3.9 10101.5/30pc L 79.5/pc LvNNNv1.19 79.5/95/vNpc Lpc L（5）洁净室的含尘浓度 : 其中,式中不均匀系数按表6-36，取=1.19；经查标准，该洁净室可以达到1000