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    潔凈室不均勻分布計算理論--不均勻分布的影響

    更新時間:2023-11-22      點擊次數:323

    潔凈室內微粒分布的不均勻性,不可避免的給按均勻分布理論計算含塵濃度的結果帶來偏差。一般來說,室內氣流和塵粒分布越不均勻,實測值和按均勻分布理論計算的值相差就越大。
    現在講的不均勻分布,仍然假定發塵是均勻的、穩定的,只是塵粒的分布不均勻。即使是這種不均勻分布也不是指每一點的不均勻分布,而是指區域不均勻分布,就是有區域濃度差。后者更有實際意義。
    1、氣流組織的影響(包括送風方式和風口位置)
    不同的氣流組織對室內濃度場均勻程度是有影響的,但一般來說,現有的氣流組織方式在這方面的差別還不是很顯著的。實測結果的趨勢是,側送方式實測含塵濃度一般高于按均勻分布法的計算值,不過只有氣流分布不均勻,使稀釋效果減弱時,實測值才高于計算值。局部孔板、頂送和散流器等方式的實測值對于計算值的正負偏離都存在,這說明在均勻性上略優于側送。在全孔板方式中,實測值幾乎都低于計算值,說明均勻性可能更好。
    風口位置的影響要明顯得多。例如頂部送風口,如果位置在靠近房間一側的頂棚上,送風風速再大一些,則造成室內氣流極不均勻,可能出現幾個渦流區,實測含塵濃度比計算值高得多。
    2、送風口數量的影響
    送風口數量不同對于氣流分布的均勻性也有顯著影響,下表就是根據實驗結果整理出來的。

    q77-1.png  q77-2.png
    從表中可見,在相同的過濾器和換氣次數條件下,送風口少時,平均室內含塵濃度要比按均勻分布法的計算值高,這是因為風口少,亂流成分大,渦流區大,均勻性差。風口多則平均含塵濃度逐漸比計算值低,這是因為渦流區小了,速度場因而較均勻,亂流度減小,而且由于風口多,氣流擠壓作用增加了。在同樣換氣次數下,增加風口就降低了風速,這對減少微粒在工作表面的沉積是有利的。
    3、換氣次數的影響
    換氣次數對室內氣流和濃度的均勻分布有較大影響,因為要使氣流和濃度達到均勻分布,必須有足夠的氣流量去沖淡稀釋,而且要使被沖淡稀釋的區域盡可能大,直到全室范圍。換氣次數少,不僅流量不足,而且風口數量也少,可能造成較大較多的渦流區,因此實測含塵濃度一般都大于計算值,因為實際上并未達到均勻稀釋的效果。不過當換氣次數在10次/h以上時,這種差別一般就不大。隨著換氣次數的增加,稀釋趨于均勻和達到全室的程度,實測值和計算值逐漸接近,大約在70次/h左右,兩者不相上下。繼續增大換氣次數,出現相反的情況,實測值一般低于計算值,這是因為不僅已達到充分均勻稀釋,而且由于風量的加大,風口數量必然增加,則氣流的擠壓作用加強,實際含塵濃度比只按均勻稀釋的還要低??傊?,換氣次數的影響尤其表現在兩頭,即小換氣次數時,實測含塵濃度比計算值高,大換氣次數時,實測含塵濃度比計算值低。當然,這是一般的規律,不應絕對化。
    4、送風口形式的影響
    不同形式的送風口對亂流室有明顯影響。在下圖列出了幾種主要送風形式。
           
    QQ截圖20231107171143.png

    A型:普通擴散板風口,主要為直下氣流
    B1型:有周邊水平出流的擴散板風口,主要為直下氣流和水平氣流
    B2型:散流器風口,主要為斜流
    C型:半球形風口,氣流為各向同性的輻流
    通過實驗,得出以下幾點:
    (1)各種風口自凈時間不同,以屬于推出氣流的C型最好,略優于均勻分布的理論值;屬于積極攪拌氣流的B型次之,和理論值接近;屬于普通氣流的A型最差,差于理論值,見下圖。
       
    QQ截圖20231107171555.png
    (2)室內發塵時,以C型的室內含塵濃度低。
    (3)對于積極攪拌氣流的B型,由于誘導吸引等作用,可能使頭部發塵對工作臺上方有影響。
    (4)對于普通的A型,對頭、足部分的擴散性能較好,但由于對室內端頭氣流弱并有上升氣流,發塵后室內各點容易出現高濃度。
    (5)當有人經常走動等外來干擾時,不論哪種風口的作用差別都不大,而外來干擾較少時,C型風口顯示出優點。







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