淺析單側下回風式凈化車間氣流的數值模擬與測試

現代科學與工業技術的發展，使空氣潔凈技術得到日益廣泛的應用。凈化車間能否達到一定的空氣潔凈度、有效控制并排除微粒的污染，所涉及的因素較多，其中室內的氣流組織影響較大。合理的氣流組織是使室內氣流沿一定方向流動，防止擾動，避免產生渦旋。 

根據氣流的流向不同，凈化車間內的氣流可分為單向流和非單向流兩類。當凈化車間的潔凈度等級設計為1-5級時，其氣流組織要求采用單向流的形式，潔凈度等級為6～9級時則采用非單向流氣流組織。 垂直單向流凈化車間采用傳統的頂棚送風地板格柵回風方式時，凈化效果最好，能達到最高級別的潔凈度等級，但其頂棚和地板結構復雜，造價較高；而采用風機過濾單元(Fan Filter Unit，簡稱FFU)送風兩側下回風的形式，不僅能簡化凈化車間頂棚的密封而且能節省空調機房面積和減小送回風管道尺寸，從而節省初投資和運行費用。 

但是在凈化車間的設計中，當工藝要求不能在兩側墻同時布置空調系統的回風口時，只能將回風口布置于單側墻下部，這便出現了單側回風形式的單向流凈化車間。 采用風機過濾單元(FFU)送風及單側下回風的單向流凈化車間的氣流組織究竟是怎樣的?與傳統形式的氣流組織有多大區別?其氣流組織能否達到單向流的要求?這些問題的研究和解決對該類凈化車間的設計具有非常重要的理論價值和工程應用價值。 

計算流體力學(Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD)的應用越來越廣泛，在通風空調凈化工程中也得到應用并取得了許多成果。把計算流體力學應用于解析凈化車間內的三維氣流分布，找出內在規律，可為凈化車間氣流的合理設計提供充分的依據。本文對單側回風形式的凈化車間的氣流進行了數值模擬，對一實際的工程進行了現場測試，測量了凈化車間內典型截面的流速，將測試的結果與數值計算的結果進行對比，以驗證數值計算方法和結果的正確性、可靠性。 

在此基礎上，進一步電腦編程計算了該凈化車間工作區的亂流度參數，對該凈化車間的氣流組織進行了評價，為該類凈化車間的工程設計和應用提供參考依據。