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潔淨室(shì)均勻分布計算理論--亂流潔淨室含塵(chén)濃度(dù)瞬時式

更新時間:2023-08-15  |  點擊率:2137

為了計算亂流潔淨室室內的含塵濃度和(hé)換氣次數,必須確定塵(chén)粒在潔淨室內的分布狀況。一般分(fèn)為均勻分布和(hé)不均勻分布兩種類型。
均勻分布,就是假定室內灰塵是均勻分布的,如果有灰塵發生源(yuán),則發生的塵粒由於擴散和氣流的(de)帶動和(hé)衝淡,能很快在室內達到(dào)平衡。
為了簡化計(jì)算(suàn),還進一步假(jiǎ)定:通風量是穩定的;發塵量是常數;大氣塵濃度是常數;忽略(luè)室(shì)內外灰塵的密度和分散度的變化對過濾器效率的影響;忽略滲入(rù)的(de)灰塵量(liàng)和管道產生的可能性;忽略灰塵在管道內和室內的沉降。此外,設新(xīn)風通路上過濾器的總效率為ηn,回風通路上過濾器的總效率為(wéi)ηr,則
ηn=1-(1-η1)(1-η2)(1-η3)(1-ηn)=(1-η1)(1-η2)(1-η3)
或ηr=(1-η1)(1-η2)(1-η3)(1-ηr)=(1-η1)(1-η2)(1-η3)
對於新風過濾器組合η1=1-(1-η10)(1-η20)(1-η30)
式中,η10、η20、η30分別(bié)為組合內的粗效、中效和高中效或亞高效(xiào)過濾器效率。
根據前麵(miàn)的基本圖示和上述假定,可見:
1、進入室內的塵粒由三部分組成。
(1)由回風帶進室內的灰塵(chén)。單位時間的回風量為SnV*103/60(L/min);單位時間內,經回風(fēng)通路上過濾器(qì)(回風口過濾器、中間過濾器(qì)和末級(jí)過濾器)過濾後,進入室內的塵粒數量為SnV*103/60Nt(1-ηr)(粒/min)。因此,Δt時間(jiān)內,室內每升空氣中由於回風而增加的塵粒數(shù)量為SnNt/60(1-ηr)Δt(粒/min)。
(2)由新風帶進室內的塵粒。單位時間的新風量為nV*103/60(1-s)(L/min);單位(wèi)時間內,經新風通路上的過濾器即初級過濾器、中間過濾器和末級過(guò)濾(lǜ)器過濾後,進入室內的塵粒(lì)數量為MnV*103/60(1-s)(1-ηn)(粒/min)。因此,Δt時間內室內每(měi)升空(kōng)氣中(zhōng)由於新風而增加的塵粒數量為Mn(1-s)(1-ηn)/60Δt(粒/L)。
(3)在Δt時間內,由於室內發塵而使室內每升空氣增加的塵粒,數量為(wéi)G*10-3Δt(粒/L)。
2、由室內排出的塵粒包括,有組織的回風(fēng)(有的(de)還有排風)排出的塵粒和(hé)無組織的換氣排出(壓出)的灰塵。
單位時間通風換(huàn)氣量為nV*103/60(L/min),因此Δt時間內室內每升空氣由通風換氣排出的塵粒數量為nNt/60Δt(粒/L)。
根據以上(shàng)分析的進出潔淨室的塵粒(lì)數量可(kě)知,在Δt時(shí)間內潔淨(jìng)室內含塵濃度的變化為
ΔNt=(進入的含塵濃度)-(排出的含(hán)塵濃度)
  
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移項整理,並(bìng)以
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則(zé)

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對上式變量分離並積分,得到

  
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式中,C是積分常(cháng)數,它(tā)由初始條件決定(dìng)。當t=0的時候,有三種情況(kuàng):
(1)以係統開始(shǐ)運行計算時間,則t=0時(shí)室內含塵(chén)濃度即為潔淨室運行前瞬時的含塵濃度,由於滲漏等因素,這一含塵濃度是較大的。
(2)以係統經一定運行時間(jiān),達到含塵濃度穩定後的(de)任一時刻開(kāi)始計算時間,則t=0時的室內含塵濃度即為達到穩定的含塵濃(nóng)度,對於潔淨室級別不同(tóng)的潔淨室這一濃度也是(shì)不同的。
(3)以係統運行中間某一時(shí)刻計算時間,t=0時室內含塵濃度即係統運行到這一時(shí)刻的室內含塵(chén)濃度。
總之,可以把t=0時的(de)室內含塵濃度稱(chēng)為原(yuán)始含(hán)塵濃(nóng)度,以N0表示。即
t=0,Nt= N0
代入上式則(zé)可求出C,代回原式即得
 
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所以潔淨室含塵濃度的瞬時式是

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