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工业洁净室的微环境气流组织模拟

梁家富  
【摘要】: 随着人们生活水平的不断提高,洁净技术广泛应用于医疗、微生物、微电子技术等对环境要求相当高的行业。半导体技术也对洁净技术提出更高要求,传统的洁净室已不能满足当今洁净环境的要求,洁净室特别是高级别的其初投资大,运行管理费用高,因此,微环境技术便应运而生——SMIF(标准机器接口)隔离技术。本论文介绍了该项技术的国内外研究情况,显示了SMIF技术将成为21世纪高级别洁净技术的主流。 洁净室的洁净度与气流组织相互紧密联系着。为了使微环境内的洁净度达到1级的洁净级别,环境内的涡流区域必须尽量减少或者消除;因此,在流场内的速度梯度与压力梯度应尽可能控制在小的范围。一直以来,国内洁净室对于气流组织的设计确定主要以工程经验为主;利用CFD模拟技术,我们可以预测气流流场中的存在问题,及早提出改善工程方案,指导工程实际应用。 本文采用常用的CFD软件,采取紊流k -ε二方程模型,应用SIMPLE方法。在软件中建立模型,修改边界条件,进行数据处理,对SMIF隔离洁净室的流动特性进行分析和研究。 本文实现了对SMIF微环境内的静态气流组织数值模拟,分别对不同的开口边界进行数值模拟,从模拟的结果得知:微环境内外的压力差与开口大小有着紧密的联系;开口越大,压力差越小,使得压差达不到规范要求;开口太小,虽可增大微环境内外压差,但会进一步促使压力与速度梯度增大,影响微环境内的气流流场的均匀性;进口处的速度值对微环境内的气流组织影响也是一个重要的因素。


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