第四章洁净室尘粒分布计算理论PPT课件

吊顶过滤器（高效）,三级洁净室空调系统,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：,2.乱流洁净室含尘浓度计算式系统假设：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n,如果新风路上有过滤器的组合，则1,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，由回风而增加的尘粒数为：,（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G10-3t(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：,粒/L,粒/L,粒/L,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=,G10-3t】,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，室内的含尘浓度趋于稳定状态。即：,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：,各种过滤器不同布置的系统：,含尘浓度瞬时式和稳定式的关系：,净化过程：污染过程：,瞬时式和稳定式的关系式：,3.多室、有局部净化设备时的含尘浓度计算（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。,NsQs,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。N1N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：,化简得：进一步化简得：因1，而上式又可写成：最后化简得：,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。,1.洁净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,4-2不均匀分布理论计算法,3）换气次数的影响4）送风口型式的影响,4）送风口型式的影响,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。,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：,.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。,3.不均匀分布理论计算,设：G：单位容积发尘量，粒/m3，mminGa：主流区发尘量。粒/minGb：涡流区发尘量。粒/minGo：总发尘量（粒/min）Go=Ga+GbQ：涡流区至主流区的引带风量，L/minQ：送风量，L/minVa：主流区容积，LVb：涡流区容积，LV：洁净室容积，LNa:主流区的含尘浓度，粒/LNb:涡流区的含尘浓度，粒/LNs:送风含尘浓度，粒/L,对于主流区：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：,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：,式中：-系统中回风含尘浓度。,由于NrM，所以上式分子左边一项比右边一项小得多，故上式可写成：,洁净室含尘浓度通式的物理意义是：,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。,则：,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：,即,均匀分布计算和不均匀分布计算的对比,若、不便于确定时，可由下表确定：,洁净室特性,一.静态特性曲线,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。,4.,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。,Vb/V=0.30.9,动态特性（不均匀分布）曲线的结论,二.室内空气含尘浓度影响因素的分析,1.过滤器的过滤效率对的影响,由上式看出，对求偏导数小于零，说明是的减函数，即随着的增大而减小、减小而增大。并且在确定的室外大气含尘浓度条件下，室内空气含尘浓度与新风量有关，随着不同的新风百分比，主过滤器效率对的影响也不同。,类似上述分析，可以分析新风过滤器效率和回风过滤器效率对的影响。,2室外大气含尘浓度对的影响,从上式中很容易看出，除非空调系统在全回风状态下运行，即，否则，一定会随着的增加而增大，随着的减小而减小。而且新风量越大，即新风百分比越大，或主过滤器效率越低，则对的影响越大。3新风百分比对的影响根据上式，对求偏导数，整理后可得到：,显然，对求偏导数的正、负或零，由表达式,来决定。当表达式为零时，即:,则对求偏导数为零，此时室内空气含尘浓度与新风量无关。将上式,入N的表达式，得：,对应的为：,因此，该主过滤器效率即为该情况下的系统临界过滤效率，该效率是新风量对室内空气含尘浓度双作用的转折点。同时，室内空气含尘浓度还受到系统新风过滤器效率和回风过滤器效率的共同影响。,4换气次数n对N的影响:,根据N的表达式，N对n求偏导数，整理后可得到:,由上式看出，N对n求偏导数小于零，说明N是n的递减函数，即N随着n的增大而减小、减小而增大。同时可以看出，换气次数n（送风量）越大，其变化对室内空气含尘浓度的影响越不明显；室内单位时间单位容积的产尘量越多，即G越大，则n对N的影响越明显。,5室内单位时间单位容积的产尘量G对N的影响,由N的表达式中很容易看出，在其它条件不变的情况下,G越大，则N越大，即N随着G的增大而变大,G也是影响稳定状态下室内空气含尘浓度N的一个重要因素。,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）单位容积发尘量查图6-30得，,（3）送风含尘浓度见式(6-32):,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；,分别取,的效率，即,所以,（5）洁净室的含尘浓度:,其中,式中不均匀系数,按表6-36，取,=1.1