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掌握洁净室的环境特性和气流形态可以通过对洁净室进行长时间测试以及实验得到正确资料。但实际上由于洁净室体积非常庞大,需要耗费很长时间和很大人力、物力、财力,还有实际生产线运行时洁净室内可能产生污染、外部渗漏以及数值模拟计算容量等因素限制,使得想要获得所有资料是很困难的。而对数值模拟中得到的结果,如果不能与实际现场相比便不值得信赖。本研究以初期运行的LCD洁净厂房为研究对象,通过现场实测和数值模拟提出对气流变化产生影响的各种因素,并分析各改进措施对气流均匀分布所能起到的作用。具体研究结果如下。
1.对气流变化造成影响的主要因素
研究结果表明,大面积的全面垂直型洁净室内地板下部大量循环空气通过通风竖井入几集中后流到顶部静压层,所以,通风竖井入口距离和栅格地板开孔率会产生阻抗,导致气流滞留和偏流现象。给气流变化造成影响的主要因素有通风竖井的位置和栅格地板的配置,及栅格地板开孔率和下部静压箱的动力设备等,还有隔断的设置位置和室内长度、地板下部的深度等也会给气流带来影响。
2.现场实测和模拟实验结果分析
以对气流变化造成影响的因素为变量,利用数值模拟模拟结果与现场实测的结果比较,得出偏流角度减少程度大致相同。认为洁净室的设计阶段用数值模拟决定洁净室的规模和性能是经济而且可靠的。
1)开孔率调整和通风竖井追加设置后,现场实测结果表明气流偏角由最初的60.3°减小到17.5°,有42.8°的改善效果。模拟实验气流由最初的58°偏向角度减小到到17°,有41°的改善效果。
2)通风竖井设置、隔断调整后,现场实测和数值模拟中最终气流偏流角度各是17.5°和17°。与目标值14°接近。
3.关于气流变动预测的基础资料
1)洁净室内的气流形态都是向通风竖井方向偏流,部分气流没有直接偏向通风竖井的原因是由于栅格地板发生的压差所致。通风竖井区间长,偏流角度大的情况下需要采取通风竖井的追加设置等具体的解决方案。
2)洁净室下部静压层的动力设备阻碍气流的流通,气流变化表现为从离通风竖井中心处越近则速度越快。这说明通风竖井的位置和距离对气流产生影响。
3)发热设备在发热时,设备周围产生循环区域,与没有发热的设备相比,发热设备附近的微尘粒子浓度更大。阻止粒子向洁净室内扩散的方案有FFU风速调整和设备周围的气流强制性排出。
4)上部静压层层高变化没有给洁净室内部气流造成影响,因为层高上升洁净室之间的压差减少,但洁净室内压力分布没有变化。