单侧下回风式洁净室气流的数值模拟与测试

【摘要】： 现代科学与工业技术的发展，使空气洁净技术得到日益广泛的应用。洁净室能否达到一定的空气洁净度、有效控制并排除微粒的污染，所涉及的因素较多，其中室内的气流组织影响较大。合理的气流组织是使室内气流沿一定方向流动，防止扰动，避免产生涡旋。根据气流的流向不同，洁净室内的气流可分为单向流和非单向流两类。当洁净室的洁净度等级设计为1-5级时，其气流组织要求采用单向流的形式，洁净度等级为6～9级时则采用非单向流气流组织。 垂直单向流洁净室采用传统的顶棚送风地板格栅回风方式时，净化效果最好，能达到最高级别的洁净度等级，但其顶棚和地板结构复杂，造价较高；而采用风机过滤单元(Fan Filter Unit，简称FFU)送风两侧下回风的形式，不仅能简化洁净室顶棚的密封而且能节省空调机房面积和减小送回风管道尺寸，从而节省初投资和运行费用。但是在洁净室的设计中，当工艺要求不能在两侧墙同时布置空调系统的回风口时，只能将回风口布置于单侧墙下部，这便出现了单侧回风形式的单向流洁净室。 采用风机过滤单元(FFU)送风及单侧下回风的单向流洁净室的气流组织究竟是怎样的?与传统形式的气流组织有多大区别?其气流组织能否达到单向流的要求?这些问题的研究和解决对该类洁净室的设计具有非常重要的理论价值和工程应用价值。 计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，简称CFD)的应用越来越广泛，在通风空调净化工程中也得到应用并取得了许多成果。把计算流体力学应用于解析洁净室内的三维气流分布，找出内在规律，可为洁净室气流的合理设计提供充分的依据。本文对单侧回风形式的洁净室的气流进行了数值模拟，对一实际的工程进行了现场测试，测量了洁净室内典型截面的流速，将测试的结果与数值计算的结果进行对比，以验证数值计算方法和结果的正确性、可靠性。在此基础上，进一步编程计算了该洁净室工作区的乱流度参数，对该洁净室的气流组织进行了评价，为该类洁净室的工程设计和应用提供参考依据。