洁净室流型及气流组织与CFD方法
空气洁净技术第四章 空气洁净原理
满布情况与洁净控制
理想满布比为100%时，过滤器后房间内含尘浓 度只决定于过滤器送风浓度。
情况满布为一个比例时，此时就有涡流区，满 布比不同的单向流洁净室，其含尘浓度是不同 的。人员密度不同的单向流洁净室含尘浓度也 不同，所以要适当控制单向流洁净室的人员数 量。
满布比和洁净气流满布比
满布比
非单向流洁净室的换气次数
空气洁净度等级 换气次数（次/h）
备注
ISO6级(千级) ISO7级(万级) ISO8～9级(10万~100万)
③ 不能用把压力提高到比周围环境高的方法防止和 排除污染，而是靠空气的速度防止污染的侵入；
④ 内部的温湿度宜与环境温湿度相同。
单向流隧道式的回风方式
• 该气流组织形式的室 内回风穿过工作台进 行循环，对工作台台 面会造成污染，并且 可能会对界面处产生 诱导气流，降低洁净 工作台的洁净等级。
图4-18 全侧墙回风式气流组织
单向流洁净室不是靠掺混稀释作用，而是靠推出 作用将室内的污染空气沿整个断面排至室外。
单向流洁净室气流组织
保证单向流洁净室洁 净的先决条件：
• 来流的洁净度； • 来流的活塞流情况。
重要措施：在顶棚或 墙面满布高效过滤器
不可能百分之百地满布过
滤器。
图4-1 单向流气流组织
垂直单向流洁净室
图4-25 非单向流洁净室的基本原理
非单向流洁净室的基本原理
非单向流气流组织
图4-26 非单向流气流组织示意图
非单向流洁净室的特性指标
• 非单向流洁净室的特性指标
–换气次数
• 与舒适性空调相同
–气流组织
• 保证能均匀的送风和回风，充分发挥洁净气流 的稀释作用。
洁净室气流流型检测的目的及方法
洁净室气流流型的检测目的是为了明确洁净室内的设备或设施对气流的影响,选择或改善气流流型使之产生小的湍流(涡流)，增加无尘车间大的自净能力或恢复率，缩短自净时间。
其目的为建立一个关于洁净室（区）综合性能检测的标准操作规程，用以指导、规范检测员的操作。
下面再来讲一下洁净室气流流型的检测方法：测点布置。
按《HVAC系统气流流型测试程序》进行测试，具体步骤如下：A:依据《洁净厂房设计规范》GB50073-2001中的附录C的C3.1 风量或风速的测试：对于单向流洁净室，取离高效过滤器0.3m 垂直于气流处的截面作为采样截面，截面上测点间距不宜大于0.6m，测点数不应少于5点，所有读数的算术平均值作为平均风速。
B：依据《洁净室及相关受控环境第3部分：检测方法》GB/T25915.3-2010/ ISO14644-3:2005中的附录B的B.4.2.2 送风风量：风速测点距过滤器出风面约150mm～300mm。
测点数量应足以测定洁净室和洁净区的送风量，测点数量取测量面积（以平方米计）10倍的平方根，且不少于4个测点。
每只过滤器或每台风机-过滤单元（FFU）的出风面上至少要有一个测点。
可使用软帘阻挡对单向流的干扰。
为了获得可重复的读数，每点的测量时间应足够长。
对多个测点而言，应记录风速测量平均时间。
C：依据《电子工业洁净厂房设计规范》GB50472-2008中附录D的D.3.1 风量或风速的测试：对于单向流洁净室,应采用截面平均风速和截面乘积的方法确认送风量，并应取离高效过滤器300mm垂直于气流的截面作为测试平面，将测试平面分成相等的栅格，每个栅格尺寸应为600mm×600mm或末端空气过滤器尺寸，测点应在栅格中心或不应少于3点。
每一点的测试时间不应少于10s。
应记录平均值、最大值和最小值，并应为算术平均数作为平均风速。
对于非单向流洁净室，每一点的测试时间不应少于10s。
杭州克林埃尔检测技术有限公司是一家独立商检机构，具有独立法人地位和第三方实验室地位。
CFD软件在空气洁净技术教学中的应用研究
CFD软件在空气洁净技术教学中的应用研究CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体力学）软件是一种利用数值计算方法对流场进行模拟的工具，在空气洁净技术教学中有着广泛的应用。
本文就CFD软件在空气洁净技术教学中的应用研究进行简要介绍。
1. 空气流动模拟CFD软件可以模拟空气在封闭空间内的流动情况，通过对流速、流量、温度、湿度等参数的计算，可以预测和优化空气流动情况，从而提高空气洁净度和舒适度。
例如，在医院手术室等应用场景中，CFD软件可以模拟手术室内空气的流动情况，从而确定空气送风方式和出风量，确保手术室内空气流动状态符合洁净标准。
2. 空气净化器设计CFD软件可以模拟空气净化器内部的流场情况，预测空气流动、颗粒物传输、化学反应等过程，并对不同的净化器设计方案进行比较分析。
例如，在车间空气洁净技术教学中，可以通过CFD软件模拟车间内空气流动情况、颗粒物分布等信息，以及各种空气净化器的工作原理和特点，从而设计出最合适的空气净化器。
3. 空气污染排放模拟CFD软件可以模拟空气污染物的排放情况，预测污染物在大气中的扩散和转运。
例如，在测定各种排放源的污染特点以及环境污染防治技术方面，CFD软件能够计算工厂烟囱排放的废气扩散情况，分析污染物在大气中的扩散规律，并为环保设计方案提供可靠的技术支持。
CFD软件不仅可以在空气洁净技术研究中提供指导和支持，也可以在空气洁净技术教学中起到重要作用。
CFD软件能够帮助学生更好地了解和掌握空气洁净技术的研究内容和实践应用，提升学生实践能力和创新意识，培养学生在空气洁净技术领域的研究和应用能力。
10万级洁净车间气流组织形式
10万级洁净车间气流组织形式
随着微电子技术的不断发展,对的洁净度要求越来越高。
为满足10 万级甚至更高级别的洁净要求,常规的风管钻孔排放风方式已经不再适用于目前的高精密工艺生产。
一种新的工厂气流组织形式渐被重视,即“层流”式组织。
层流式气流组织方式的基本思想是:利用层流理论在车间内部实现不同区域的垂直分层,并通过隔离带等方法防止不同区域之间的污染扩散,进而实现不同区域的独立气流控制。
具体来说,将整个车间分成上下多个隔断层,每层设置专门的供风和回风系统,同时利用边界层理论实现垂直方向的层流分离。
这种组织形式的优点在于:1每个作业区可以独立控制其供风量和回风量,实现精细化的气流管理;2利用隔断层隔离不同操作区之间的污染扩散,有效提高总体洁净程度;3垂直层流分离能最大限度避免不同层间的空气对流,彻底断绝污染传播通道。
以上就是以"10万级洁净车间气流组织形式"为标题的一篇文章内容。
文章从概念定义开始,介绍了层流式组织方式的基本思路和优点,从整体上解释了这种方式是如何满足高精密工艺对气流条件的严格要求的。
洁净室分类原理及其特点
第四章潔淨室之分類原理及其特點1.室內氣流組織：潔淨室一般按照室內的氣流形態進行分類。
室內氣流的基本形態，可分為非層流方式(Conventional Airflow Type)、層流方式(Laminar Airflow Type)和混合方式(Mined Airflow Type)三種。
潔淨室的分類見表4-1。
這些方式只是基本方案，設計時要在考慮各自特點的基礎上，對各種方式進行組合，改進，以便選定與所要求的潔淨度、管理方武、建設費、運行費相適應的方式。
表4-1 潔淨室的分類(1)非層流方式，非層流方式又稱為亂流方式(Turbulent Airflow Type)。
亂流方式實現淨化的基本考慮是稀釋混合，是在污染產生的瞬間進行擴散混合。
反過來說，就是把從污染源散發出來的塵埃向室內擴散作為前提來考慮的。
用通過過濾器的潔淨空氣將污染沖淡，從而使室內保持潔淨。
因此，所需要的換氣次數是隨著要求的潔淨度和室內的發塵情況不同而變化很大。
圖4-1、2是一般非層流潔淨室的流程圖。
潔淨度低於100,000級的潔淨室，發塵量小時，可以不用HEPA過濾器，而用中效或亞高效空氣過濾器就可以了。
如圖4-2所示，回風口設在地板上，考濾室內氣流狀況適當地布置回風口，可以較好地控制塵埃的擴散，達到1000級左右的潔淨度是完全可能的。
另外，對於要求潔淨度高，但面積小且位置确定的場合，往往是在亂流潔淨室內設置潔淨工作台、層流罩等，以確保局部實現高潔淨度。
圖4-1 非層流方式(側回風)(10,000-100,000萬級)圖4-2 非層流方式(地板回風)(1,000~1萬級)(2)層流方式，圖4-3為層流潔淨室防止污染擴散的示意圖。
在層流潔淨室中氣流被調整得非常好，從室內一側平穩地流向其相對應的另一測。
因此，層流方式具有兩個特點，一是可以將污染源散發出來的塵埃在未向室內擴散以前就被壓出室外，二是潔淨的空氣對于污染源有隔離作用，隔斷塵埃向空間的擴散。
洁净室的规划与设计（4）
洁净室的规划与设计（4）洁净室的规划与设计第一章概论1.2 洁净室的形式✦如图1.5所示，气流形式可以分为单向流方式（unidirectional airflow）和非单向流方式（non-unidirectional airflow）和混合流方式（mixed airflow）三种。
气流方式的选定要根据洁净度、运行管理、设备费用等方面综合考虑，采用上述组合方式的情况较多。
（1）单向流方式（unidirectional airflow）单向流一般分为垂直流和水平流。
不论哪一种单向流都要把气流维持成一定的直线状态，便于通过终端过滤器的出风口与相应的回风口。
两种方法设计的关键点是最大程度地减少洁净区中心位置的空气涡流。
垂直于洁净气流作业面上所有位置的洁净等级均相同。
因此，若该过程是平面统一或分布式情况宜采用垂直单向流，若该过程是立体统一则采用水平单向流。
（2）非单向流方式（non-unidirectional airflow）在非单向流洁净室中，从送风面各位置的过滤出风口送风，并从远离出风口的位置回风。
过滤出风口可以等间隔分布在洁净室或洁净区中，也可以集中布置在洁净区中心位置上。
过滤出风口的位置对洁净室的性能有很大影响。
终端过滤器的位置可以设置远一点，但要特别注意过滤器与洁净室之间受污染。
非单向流系统的回风口位置并不像单向流那么重要，和出风口一样分散布置，最主要的是将洁净室的死角范围降到最小。
近年来，出现了风机过滤机组（FFU）等无需设置在吊顶的单独设置方式。
（3）混合流方式（mixed airflow）混合流方式的洁净室，是指综合运用单向流和非单向流的洁净室。
图1.5 洁净室气流组织形式（4）微环境（minienvironment）伴随着设备的小型化、高集成化，再加上成品率的改善，需要降低成本。
为了控制设备投资扩大化，最大程度地降低人或机器造成的环境污染，正在推进以美国为中心的局部洁净化研究开发。
将设备周边或产品搬运通道用隔墙分开，再通过提供洁净空气，使人员及室内空间得到隔离而抑制污染侵入的局部洁净化技术发展中，逐步开发并应用了微环境和微观环境（microenvironment）等方式。
洁净区气流流型测试要点
洁净区气流流型测试要点洁净区气流流型测试是众多确认和验证项目中很小很小的一点,但是要做好气流流型测试却绝非易事。
不夸张的说，如果不熟悉气流流型的测试要点，哪怕是影视圈大牌导演来拍气流流型，在GMP检查过程中也得被挑出一堆缺陷项。
那么，小小的气流流型到底该怎么拍呢？气流流型测试应至少考虑以下几方面：1、测试目的：通过气流流型测试的方法,检查所在洁净区相关空调系统、层流及设施的气流是否符合法规、设计及用户需求，并对后续生产操作、环境监测及污染控制策略的制定提供必要的依据，以及其他目的等等…2、测试范围：应对所有需要进行测试的房间、系统或设施进行列表说明，并通过风险评估确定测试点位。
3、测试仪器：方案中应详细描述测试仪器型号并做好仪器的维护与保养,确保气流流型测试期间不会出现故障，比如：水雾（烟雾）的忽然变化。
4、测试方法：明确测试范围内，每个测试点位的具体测试步骤，包括：4.1发烟位置、发烟方法（固定位置发烟、还是移动发烟、或者两者相结合）；4.2设备参数：气流的流量、流速、水雾发生器内纯化水液位范围（如果使用水雾发生器的话）等；4.3拍摄位置：纵向拍摄、还是横向拍摄，最好画图，标明发烟位置、人员模拟位置、拍摄位置、发烟高度、拍摄高度等；4.4拍摄开始及结束时间，结合动态模拟具体操作进行说明；4.5必要时在拍摄的背景放置黑幕，以增强可视性。
5、可接受标准：（1）气流标准：对于每一个单独的测试点位，其标准除统一的标准外，还需有各点的针对性标准，包括静态和动态，方案中画出预定的气流图，如下可参考：（2）测试方法的标准（对测试过程是否符合标准进行规定）；（3）得到的气流录像标准：测试时长，是否涵盖全范围，是否清晰可辨；（4）录像中设备状态、烟雾状态标准；（5）动态模拟人员的动作是否符合GMP要求等；（6）环境标准，测试环境是否影响气流、是否是正常工作状态、是否影响气流流型测试等。
6、测试结果：依据可接受标准依次核对，检查是否均满足。
CFD软件在空气洁净技术教学中的应用研究
CFD软件在空气洁净技术教学中的应用研究
空气洁净技术是一种重要的技术手段，用于控制和维护室内空气质量的高效控制技术。
CFD（计算流体力学）软件可以模拟和研究空气洁净技术中的各种流体流动和传热现象，为空气洁净技术的研发和优化提供了重要的工具和方法。
本文将重点介绍CFD软件在空气洁
净技术教学中的应用研究。
1. 空气流动模拟：CFD软件可以模拟和分析空气在室内的流动情况，包括气流速度、压力分布、温度分布等。
通过模拟和分析空气流动情况，可以评估和改进洁净室的设计和
布局，提高室内空气质量。
3. 空气过滤器效果评估：CFD软件可以模拟和分析空气过滤器对气流中微粒的过滤效果。
通过模拟和分析空气过滤器的效果，可以评估和选择合适的过滤器类型和规格，提高
空气洁净设备的过滤效率。
CFD软件在空气洁净技术教学中的应用研究具有重要的意义。
通过CFD软件的模拟和
分析，可以提高学生对空气洁净技术的理解和应用能力，培养学生的实践操作和问题解决
能力，促进空气洁净技术的研发和应用推广。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
洁净室流型及气流组织与CFD方法
作者：龚光彩 王先蓉 任承钦 汤广发 陈在康（湖南大学土木工程学院，410082，长沙）（长炼石油化工设计院，414012，岳
1 洁净室流型及气流组织 ｗｗｗ．ｚｈｕｌｏｎｇ．ｃｏｍ
通常，洁净室可分为乱流洁净室与单向流洁净室。就洁净室的气流状态而言，其流动一般均处于紊流状态。乱流洁净室与单
层、紊流状态即Re数大小来划分的（层流状态时虽可得到真正意义上的单向流，但在实际工程中因Re数太小几乎不能实现）
线是否为平行或近似平行的直线来判定。对紊流来讲，流线是否为平行或近似平行的直线是一种统计意义上即系统的概念）是
当洁净室气流处于均匀或渐变流状态时，洁净室可称为单向流洁净室；当洁妆室气流处于急变或突变流状态时，洁净室可称为
2 洁净室流型及气流组织的CFD模拟
2.1 用CFD方法进行洁净模拟与预报的一般步骤
现代设计过程应呈如下结构
：
而现代设计过程中，"试验样本"这一环节中的大量工作已通过CFD工作完成，即通过CFD工作形成大量的"虚拟试验样本"，只需
的"试验样本"即可检验CFD方法的可靠性、正确性，故现代设计过程之工作量大为减少。
方案的筛选是以科学性的分析为基础，因而比较容易保证设计成功和产品质量的稳定，而且它将传统设计的大循环过程转变为
性质的校验循环（验证循环），当设计已经基本达到设计要求时再转入通常的详细设计，大大减少了设计过程的中间环节。
量应用能显著缩短设计周期，降低费用。
2.2 洁净室气流组织模拟与预报的CFD过程
洁净环境模拟与预报的一般CFD过程可表示为图3。在图3所示的过程中，"试验或经验判定"环节在使用CFD方法后仅需少量的试
验工作可通过计算机"虚拟"实现。
3 CFD软件的一般结构与洁净室气流控制方法
CFD软件的一般结构可表示如下：
前处理---->求解器---->后处理
求解器：
1.确定CFD方法的控制方程（N-S方程，湍流模型及浓度方程）
2.选择离散方法进行离散
3.选用数值计算方法（SIMPLE系列、MAC系列）
4.输入相关参数：
a.初始条件
b.边界条件
c.松驰因子
d.物性参数
e.其它
后处理：1.速度场、温度场、浓度场及其它参数的
2.计算机可视化与动画处理
由于我们在分析洁净室净化效果时，必须了解颗粒物的时空变化规律，故一般情况下宜将洁净室气流视为气粒两相流动。就室
其相流场可用双方程模型、DSM模型、ASM模型、K方程模型、零方程模型等。对粒相而言，应充分分析颗粒在流场中所受到的
由于空气洁净所研究的颗粒尺度很小，处于微米数量级，很容易随气流飘散，一个最简单的假设即是对粒子运动采用单流体模
理的则是采用多流体或随机轨道模型等。
4 结束语
前面已经谈到，CFD软件一般应包括三部分，即前处理、求解（核心）部分及后处理（科学计算可视化）部分，从软件工程的
（核心计算）部分与国外先进水平的差距不大，主要差距表现在前处理即几何造体与网格自动生成技术、后处理即科学计算可
我国国内已出现了CFX和PHOENICS等流体模拟商业软件，它们可用于洁净环境模拟问题中。从目前应用看，CFX系统存在一定优
功能强大，其软件结构见前述。从总体上看，我国洁净环境工程领域中开展CFD方面研究尚有大量工作要做。但是，由于CFD技
其在洁净室模拟与优化工程中必将有很大的应用前景。