空气洁净原理

1、 主讲人：刘主讲人：刘益益明明苏州洛河净化工程有限公司苏州洛河净化工程有限公司 日日 期期：二二O O一五年六月一五年六月 内内 容容：净化工程原理净化工程原理01020304CONTENTS空气洁净技术概论洁净室的分类和原理洁净环境参数洁净室的气流组织和系统设计05洁净设计举例01020304CONTENTS空气洁净技术概论洁净室的分类和原理洁净环境参数洁净室的气流组织和系统设计05洁净设计举例空气洁净度的意义加工的精密化产品的微型化产品的高纯度产品的高可靠性 显然，如果有微粒 （固态的或者液态的）进入产品，这种微粒就可能构成障碍、短路、杂质源和潜在缺陷。上述四种要求越高，则允许存在于环境空

2、气中的微粒数量越少，也就是洁净程度越高。因此，洁净室技术已成为科学实验和生产活动现代化的标志之一。 随着现代工业的发展，对实验、研究和生产的环境要求越来越高，因而空气调节技术的内容也随之逐步扩大。现代空调技术不仅包含调节空气的温度、湿度和速度的概念，而且还包含了调节其洁净度、压力以至成分、气味的概念。洁净室技术发展 第一阶段，朝鲜战争中美国发现其大量电子仪器失灵出故障。最终，美军找到了主要原因是灰尘作怪，这促成了空气洁净技术的起步，特别是高效过滤器的诞生。 第二阶段，年前苏联第一颗人造卫星上天后，刺激美国加速发展宇航事业，带动洁净室技术和设备的大发展，出现了层流技术和百级洁净室，出现了第一个洁

3、净室标准。 第三阶段，年位的集成电路进入大生产时期，中国不久也开始集成电路会战，使洁净室技术得以腾飞。这还和药品生产对洁净室的需求进入新阶段有关，因为年世界卫生组织正式制订了（药品生产质量管理规范）。 第四阶段，世纪年代大规模和超大规模集成电路的发展进一步促进空气洁净技术的发展。 第五阶段，即世纪年代之后。超大规模集成电路生产取得了新发展。洁净等级及定义LOREM净化定义：净化定义：指将一定空间范围内之空气中的微粒子、有害空气、细菌等之污染物排除，并将室内之温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内，而所给予特别设计之房间。亦即是不论外在之空气条件如何

4、变化，其室内均能俱有维持原先所设定要求之洁净度、温湿度及压力等性能之特性。 01020304CONTENTS空气洁净技术概论洁净室的分类和原理洁净环境参数洁净室的气流组织和系统设计05洁净设计举例洁净室洁净室的分类的分类 工业工业洁净室洁净室 生物生物洁净室洁净室l洁净室洁净室用途用途分为分为以无生命微粒的控制为对象 1 1、按、按用途用途分类分类8以有生命微粒的控制为对象洁净室洁净室的分类的分类单向流单向流洁净室洁净室非单向流非单向流洁净室（乱流洁净室）洁净室（乱流洁净室）辐（矢）流辐（矢）流洁净室洁净室混合流混合流（局部单（局部单向流）洁净室向流）洁净室洁净室按气流组洁净室按气流组织织,

5、,分为分为特点：特点：流向单流向单一、速度均匀一、速度均匀、没有涡流的、没有涡流的气流气流整个洁净室整个洁净室工作区工作区（一般定（一般定义为距地义为距地0.71.5米的空间）米的空间）的截面上的截面上通过的气流为通过的气流为单向单向流流的洁净室的洁净室特点：特点：方向多变、速度方向多变、速度不均、伴有涡流的气流不均、伴有涡流的气流特点：特点：风口出流风口出流为辐射状不交叉为辐射状不交叉的气流的气流: 的的纵断面纵断面上上通过的气流为通过的气流为辐流辐流:横断面横断面上上为为非单非单向流向流:既有非单向流，又有单既有非单向流，又有单向流，两者独立存在，互不干向流，两者独立存在，互不干扰扰 2

6、2、按气流分类、按气流分类9单向流洁净室单向流洁净室气流组织气流组织 单向流洁净室简介：单向流洁净室简介： （1 1）名字的由来：）名字的由来： 过去称过去称“层流洁净室或平行流洁净室层流洁净室或平行流洁净室”；从美国联邦；从美国联邦标准标准FS-209CFS-209C(1987.10)(1987.10)开始开始正式被称为正式被称为单向流洁净室单向流洁净室 （2 2）定义：）定义： 气流以均匀的截面速度，沿着平行流线以单一方向在气流以均匀的截面速度，沿着平行流线以单一方向在全室截面上通过的洁净室。全室截面上通过的洁净室。 （3 3）特点：）特点： 在洁净室内，从送风口到回风口，气流流经途中的断

7、在洁净室内，从送风口到回风口，气流流经途中的断面基本上没有什么变化。面基本上没有什么变化。全室断面上的全室断面上的流速比较均匀流速比较均匀，在工作区内在工作区内流线单向平行，没有涡流流线单向平行，没有涡流。10图图1 1、单向流气流组织单向流气流组织示意图示意图图图4-1 单向流气流组织单向流气流组织送风静压箱送风静压箱作用：作用：均压均压11图图2 2、垂直单向流洁净室垂直单向流洁净室示意图示意图图图4-2 垂直单向流洁净室垂直单向流洁净室12图图3 3 、单向流洁净室原理图单向流洁净室原理图图图4-3 单向流洁净室原理图单向流洁净室原理图13单向流洁净室单向流洁净室气流组织气流组织 单向流

8、洁净室的基本原理和特性指标单向流洁净室的基本原理和特性指标 1 1、单向流洁净室的基本原理：、单向流洁净室的基本原理： （1 1）基本原理：）基本原理：单向流洁净室是单向流洁净室是靠靠送风气流送风气流“活塞活塞”般般的挤压作用的挤压作用（推出作用推出作用）将室内的污染空气沿整个断面）将室内的污染空气沿整个断面排至室外，排至室外，而不是而不是靠靠掺混稀释作用掺混稀释作用。又称。又称“活塞流活塞流”、“平推流平推流”和和“被挤压的弱空气射流被挤压的弱空气射流”。 送入的洁净空气送入的洁净空气“活塞活塞”；需洁净的房间需洁净的房间“气缸气缸”14单向流洁净室的基本原理和特性指标单向流洁净室的基本原理

9、和特性指标（2 2）保证单向流洁净室）保证单向流洁净室特性特性的重要的重要先决条件：先决条件： 高洁净度高洁净度和和快速自净恢复能力快速自净恢复能力 先决条件：有先决条件：有两个两个（3 3）实现）实现“活塞流活塞流”的的重要措施重要措施： 在顶棚或墙面满布高效过滤器在顶棚或墙面满布高效过滤器F由于过滤器和顶棚由于过滤器和顶棚有边框有边框，不可能百分之百不可能百分之百地地满布满布过滤器过滤器F过滤器的满布情况过滤器的满布情况用用“满布比满布比”表示表示1 1）来流的洁净度；）来流的洁净度； 2 2）来流的活塞流情况）来流的活塞流情况15面积洁净室布置过滤器截面高效过滤器净截面积满布比 （4 4

10、）满布比）满布比1 1）定义式：）定义式：2 2）规定：）规定： 单向流洁净室的满布比单向流洁净室的满布比一般情况下一般情况下应达到应达到80% 80% ； 洁净厂房设计规范（洁净厂房设计规范（GB50073-2001GB50073-2001）规定：规定：垂直垂直单向单向流洁净室满布比流洁净室满布比不应小于不应小于60%60%，水平水平单向流洁净室单向流洁净室不应小不应小于于40%40%，否则就是局部单向流。，否则就是局部单向流。 单向流洁净室的基本原理和特性指标单向流洁净室的基本原理和特性指标163 3）说明：）说明：理想理想满布比为满布比为100%100%时（连边框都没有），过滤器后时（连

11、边框都没有），过滤器后房间房间内含尘浓度内含尘浓度只决定于只决定于过滤器送风浓度过滤器送风浓度。实际情况实际情况满布为一个比例满布为一个比例时，此时就有涡流区，时，此时就有涡流区，满布比满布比不同不同的单向流洁净室，其含尘浓度是不同的。的单向流洁净室，其含尘浓度是不同的。人员密度不人员密度不同同的单向流洁净室的单向流洁净室含尘浓度也不同含尘浓度也不同，所以，所以要适当控制要适当控制单向单向流洁净室的流洁净室的人员数量人员数量。高效过滤器布置在静压箱之外，静压箱的送风面为阻漏高效过滤器布置在静压箱之外，静压箱的送风面为阻漏层时，可以将阻漏层视为高效过滤器末端的延伸，阻漏层层时，可以将阻漏层视为高

12、效过滤器末端的延伸，阻漏层上通气面积可以等同于过滤器面积看待上通气面积可以等同于过滤器面积看待 单向流洁净室的基本原理和特性指标单向流洁净室的基本原理和特性指标17 2 2、单向流洁净室性能的特性指标、单向流洁净室性能的特性指标（三个）（三个） （1 1）流线平行度）流线平行度 （2 2）乱流度（速度不均匀度）乱流度（速度不均匀度） （3 3）下限风速）下限风速 （1 1）流线平行度）流线平行度 1 1）流线平行的作用：）流线平行的作用：是保证尘源散发的尘粒不作垂直于流向的传播。 2 2）洁净区工作范围：）洁净区工作范围：洁净度级别是用工作区内的含尘浓度表示的，洁净洁净区工作范围区工作范围的规

13、定如图所示。 3 3）说明：）说明：若尘源散发尘粒的传播范围在允许范围内，则允许流线略有倾斜。但其倾斜角度应保证所散发的尘粒不超过工作人员的工作范围进入到相其倾斜角度应保证所散发的尘粒不超过工作人员的工作范围进入到相邻工作人员的工作范围邻工作人员的工作范围，而对相邻区域环境造成影响。单向流洁净室的基本原理和特性指标单向流洁净室的基本原理和特性指标18（2 2）乱流度（速度不均匀度）乱流度（速度不均匀度） 1 1）定义：）定义：速度场的集中或离散程度速度场的集中或离散程度 2 2）定义式：）定义式：单向流洁净室的基本原理和特性指标单向流洁净室的基本原理和特性指标unuuiu2)(乱流度； 各测点

14、的速度；n测点数； 平均速度。uiu3 3）应用及物理意义：）应用及物理意义：用于用于不同速度场的比较不同速度场的比较乱流度乱流度越大越大，说明速度场，说明速度场越不均匀越不均匀，速度的脉，速度的脉动性越大，流线动性越大，流线间质点的掺混越严重间质点的掺混越严重。 4 4）取值：）取值：单向流单向流不宜不宜0.2;0.2;实际中，实际中，0.3 机械机械回风量回风量+ +机械机械排风量排风量 时 房间处于正压正压送风量送风量- -（机械回风量（机械回风量+ +机械排风量）机械排风量）= = 差额差额通过门窗缝隙等不严密处，向外渗透通过门窗缝隙等不严密处，向外渗透（与差额相等的风量）（与差额相等

15、的风量）随过滤器过滤器及及管道管道积尘积尘，送回风管路阻力增加，影响风量；风量；受受热压热压及及风压风压影响影响正压值是变化变化的，需实时进行调整实时进行调整，以维持稳定的正压洁净室缓冲与隔离洁净室缓冲与隔离 1、缓冲与隔离的目的：压差控制是防止将污染带进或带出洁净室的重要措施。但当需要的压差值太大，不容易办到时，就要加设辅助设施（缓冲设施），以防止将室外污染物带入室内，或者减少室内污染物发生量。2 2、常见的缓冲设施（、常见的缓冲设施（四种四种） （1）气闸室 （2）缓冲室 （3）空气吹淋室 （4）传递窗 47洁净室缓冲与隔离洁净室缓冲与隔离 （1 1）气闸室气闸室 概念概念：设置在洁净室入

16、口，用以隔离室外或邻室污染气流并进行压差控制的小室。 特点特点： 门联锁但不能同时开启； 对不送洁净风的气闸室，只能起缓冲作用，但不能有效防止外界污染物入侵； 设置场合设置场合：设置在当两侧需要的压差太大而又难以达到的场合。48洁净室缓冲与隔离洁净室缓冲与隔离 （2 2）缓冲室缓冲室 概念概念：设于洁净室入口，门连锁但不能同时开启的洁净小室。 作用作用：一方面可以防止污染物进入洁净室；另一方面具有补偿压差作用。 特点特点： 相对于洁净室为负压，相对室外环境是正压； 属于准洁净区域，需进行适量的洁净送风49洁净室缓冲与隔离洁净室缓冲与隔离 （3 3）空气吹淋室空气吹淋室 概念概念：是进行人身净化

17、和是进行人身净化和防止污染空气防止污染空气进入洁净区进入洁净区的装置的装置 工作原理工作原理：利用喷嘴喷出的高速气流使衣服抖动起：利用喷嘴喷出的高速气流使衣服抖动起来，从而把衣服表面沾的尘粒吹掉来，从而把衣服表面沾的尘粒吹掉 设置场合设置场合：通常设置在洁净室人员的入口处。：通常设置在洁净室人员的入口处。 分类分类：小室式和通道式小室式和通道式5051通道式吹淋室通道式吹淋室小室式吹淋室小室式吹淋室洁净室缓冲与隔离洁净室缓冲与隔离 （4 4）传递窗传递窗 概念概念：是是洁净室内外与洁净室之间传递物件的开口洁净室内外与洁净室之间传递物件的开口装置装置，设有两扇不能同时开启的门，它可以暂时隔，设有两扇不能同时开启的门，它可以暂时隔断洁净室内外气流，防止污染物发生传播断洁净室内外气流，防止污染物发生传播 设置场合设置场合：通常设置在不同级别的洁净区，以及洁：通常设置在不同级别的洁净区，以及洁净区和非