一、潔淨（jìng）室原理　　

(一) 潔淨室的定義　　

潔淨室是指空氣潔淨度達到規定級別的可供人活動的空間。其功能是控製微粒（塵埃粒子）的汙染（rǎn）。來達到滿足精密產（chǎn）品的生（shēng）產與科學實驗活（huó）動。潔淨室絕不是僅限於"潔淨"，不同的行業與部門（mén）對溫度、溫度、照明、噪聲、靜電、微（wēi）振（zhèn）都有相當要求的多功能的綜合整體，是集建（jiàn）築裝飾（與大氣相對隔斷的密閉裝修）、淨化空調、純水、純氣、動力電、照明電（diàn）、工（gōng）藝管道等多種專業技術於一體的產物，潔淨室（shì）（或潔淨廠房）

(二) 潔淨室的分類實（shí）現層流的最低風速值

2.1按用途（tú）分類(可分為兩大類)　

①工業潔淨室-以無生命（mìng）微粒的控製為對象。主要控製空（kōng）氣塵埃微粒對工作對象的汙染，內（nèi）部一（yī）般保持正壓狀（zhuàng）態。它適用於精密機械工業、電子工業（半導體、集成電路等）宇航工業、高純度化學工業、原子能（néng）工業、光磁產品（pǐn）工業（光盤、膠片、磁帶生產）LCD（液晶玻璃）、電腦硬盤、電腦磁（cí）頭生產（chǎn）等多行業。　

②生物潔淨室：以控製（zhì）有生命微粒（lì）（細菌）與無生命微粒（lì）（塵埃）對工作對象的汙染。又（yòu）可分為：　

A.一般生物潔淨室（shì），主要控（kòng）製微生物（細（xì）菌）對象的汙染。同時其內部材料要能經受各種滅菌劑侵（qīn）蝕，內部一般保持正壓。實質上其內部材料要能經受各種滅菌處理的工業潔淨室。

B.生物學安全潔淨室：主（zhǔ）要控製工作對象（xiàng）的有生命（mìng）微粒對外界和人的汙（wū）染。內部要（yào）保持與（yǔ）大氣（qì）的負壓。　　　

2.2按氣流分類(按氣流（liú）可分（fèn）為（wéi）四類)　　

①.單向流潔淨室（層流、活塞流）　　

②.亂流淨室　　

③.輻射流（liú）（斜流）潔淨室　　

④.混合流潔淨（jìng）室（亂流、層流同在）　

(三) 單向流(層流)潔淨室(又稱垂直流（liú），平行流)　　

(1) 既氣（qì）流以均勻的截麵速度，沿著平行流線以單一方向在整個室天花截麵下通過（guò）的潔淨（jìng）室。單向流潔淨室靠送風氣流“活塞”般的擠壓作用。迅速把（bǎ）室內汙染排回風道。　

(2) 要（yào）想實現"活塞（sāi）流"的作用，最重要的是高效過濾器必須滿（mǎn）布。但是由於高效過濾器有邊框，放置高鏟過濾器也要有支架，不可能百分之百的滿布（bù）。所以我（wǒ）國《潔淨廠房設計規範（fàn）》規定，垂直流潔淨室滿布比不應小於60%，水平單向流潔淨室（shì）不應（yīng）小於40%，否則就是局部單向流了。

(四) 亂（luàn）流潔淨室的原理和特性　　

1、定義：亂流潔（jié）淨室的定（dìng）義（yì）是氣流以不均勻的速度是不平行流動，伴有回流或渦流的潔淨室。　　

2、原（yuán）理：亂流潔淨室靠送風氣流不斷稀釋室內空氣，把（bǎ）室內汙染逐漸排出，來實殃潔淨的（亂流潔淨室一般設（shè）計在千級以上至30萬級淨化級別（bié））。

3、特性：亂流潔淨室是靠（kào）多次換氣（qì）來實現潔淨（jìng）級別。換氣次數決定定義無反顧的淨化級別（bié）（換氣次（cì）數越多，淨化級別越高）　　

(五)潔淨室的新風要求　　

按《潔淨廠房設計規範》規定，亂流潔淨室新風量應不小於總風量的10%-30%；單向流（liú）潔淨室，新風量應不小於總（zǒng）風量（liàng）的2%-4%，當（dāng）然也（yě）可以根據潔淨室的具體功能而定。

二 空氣潔淨度等級

空氣潔淨度是潔淨環境中空氣含懸浮粒子量的多少的程度，通常空氣中含塵濃度高則空氣（qì）潔（jié）淨度低，含塵濃度低則潔淨度高。空氣（qì）潔淨度的高低可以用空氣潔淨度等級來區分。空氣潔淨度級別則以每立方米空氣中的允許微粒數來確定。

潔淨室（shì）（區）是指空（kōng）氣懸浮粒子濃度、含菌濃度受控的房間（jiān）（限定的空間），房間（空間）的建造和使用方式要（yào）盡可（kě）能減少室內引（yǐn）入、產生和滯留粒子等，房間（空（kōng）間）內其它相關參數如溫度、相對濕度和壓（yā）力按要（yào）求進行控（kòng）製（zhì）。

潔淨（jìng）廠房的（de）組成

潔淨廠房一般包括生產區、潔淨輔（fǔ）助間（包（bāo）括人員淨化（huà）用室、物料淨（jìng）化用室和部分生活用室等）、管理區（qū）（包括辦公、值班、管（guǎn）理和休息室等）、設備區（包括淨化空調係統用房間、電氣（qì）用房、高純水和（hé）高純氣用房、冷熱設（shè）備用（yòng）房等）。後三類（lèi）用（yòng）房都是為潔淨生產區服務（wù）的設施。

淨化工程垂直單向流潔淨室的標準

在水平流係統中,氣流是從（cóng）一麵牆流向另一麵牆。在垂直（zhí）流係統中,氣流是從（cóng）吊頂流向（xiàng）地麵。對要求潔淨室的懸浮粒子（zǐ）濃度或微生物濃（nóng）度更低的場合,就使用單（dān）向氣流。

單向流潔淨室一般有兩種類型（xíng），即水平流（liú）和垂直流。在水平流係（xì）統中，氣流是從一麵牆流向另一麵牆。在垂直流係統中，氣流是從吊頂流向地麵。

對要（yào）求潔淨室的懸浮粒子濃度（dù）或微生物濃度更低的場合，就（jiù）使用單（dān）向氣流。以前稱這（zhè）類潔（jié）淨（jìng）室為“層流”潔淨室。單向流和層流的名稱均說明了其氣流的狀況：氣流以一個方向流動（或（huò）是垂（chuí）直的或是水平的），並以一般是0.3米/秒至0.5米/秒（60英尺/分鍾至100英尺/分鍾）的均速流過整（zhěng）個空間。

淨化工程由（yóu）滿布潔淨室吊頂的高效過濾器向（xiàng）室內（nèi）送風。氣流有如一個空氣活塞，向下流經室內，帶走汙染物，然後從地麵排（pái）出。又在與外部的一些（xiē）新鮮空（kōng）氣混合後，再循環（huán）至高效過濾器。

人員和工藝所產生的懸（xuán）浮汙（wū）染可立即被這種（zhǒng）空氣清除掉，而紊流通風係統采用的是混合與稀釋原理。

在一間沒有任何障礙物的空房間，單（dān）向流用比前麵提到的低得多的（de）風速，就可以很快將汙染物清除。但在一個操（cāo）作間，機器以及（jí）機器周圍走動的人員，會對（duì）氣（qì）流形成障礙（ài）。

障礙物可以使單向流變成紊流，從而在障礙物周圍形成氣流團。人員的活動也可以使（shǐ）單向流變成紊（wěn）流（liú）。在這（zhè）些紊流中，由於風速較低，空氣（qì）稀釋程度（dù）較小，從而使得汙染濃度較高。

因此，必須將風速保持（chí）在0.3米/秒至0.5米/秒（60英尺/分鍾至100英尺/分鍾）的範圍裏，以便使中斷的單向流能快速恢複，充分稀釋障礙物周圍紊流區的汙染。

用風速可以正確地表示出單向流，因為風速越高室（shì）內就越潔淨。而每小（xiǎo）時換氣次數與房間的體（tǐ）積有關，如吊頂的高低，因此不適合用來表示單向流。

單向流室內的送風量是紊流（liú）室的很（hěn）多倍（10到100倍）。所以這樣（yàng）的潔淨（jìng）室的建（jiàn）造和運行費用要高得多。

不同類型潔淨室原理整理：

1.單向流（層流）潔淨室原理

在潔淨（jìng）室內，從送風口到回風口，氣流流經途中的（de）斷麵幾乎沒有什麽變化，加上進風靜壓箱和高效過（guò）濾器的均勻流作用，全室斷麵（miàn）上的流速比較均勻，而至少在工（gōng）作區內流（liú）線單向（xiàng）平行，沒有渦流（liú）。這也就是（shì）單向流潔淨室的三大特（tè）點。這裏的流線單向平行，是指流線彼此平行，方向單一。

在單（dān）向流潔淨室內，幹（gàn）淨氣流不是一股或（huò）幾股，而是充滿全室斷麵，所以這種潔淨室不是靠潔淨氣流（liú）對室內髒空氣的摻混稀釋作用，而是靠潔淨氣流的推出（chū）作用將室內髒（zāng）空氣沿整個斷麵排至（zhì）室外（wài），達到淨化室內空氣的目的。所以前聯邦德國有（yǒu）人稱單（dān）向（xiàng）流潔淨室的氣流為“活塞流”、“平推流”，前蘇聯稱（chēng）之為“被擠壓的（de）弱空氣射流”。幹淨空氣就好比一個空氣活（huó）塞，沿著房間這個“汽缸”，向前（qián）（下）推進，而使塵粒隻能前（下）進，沒有返回（huí），把原有的含塵濃度高的空氣擠壓出房間。

在單向流（liú）潔淨室及單向流淨化設備中，可以發現隱蔽的和兩個過濾器搭接處下方的反（fǎn）向氣流。這種氣流將把下方的（de）汙染物傳輸到上部再送下來，破壞（huài）了上述“活塞流”的狀態（tài），危害極（jí）大。對於和外界有開口（kǒu）相通的（de）局部淨（jìng）化設備，如潔淨工作台，這種（zhǒng）氣流將影響外界汙染氣流，在設計上一定要減小過（guò）濾器邊框處所占的無效 麵積，更要設法使空間的壁麵盡量接近過（guò）濾器有效（xiào）送風（fēng）截麵。

通過以上分析，可以認為保證單（dān）向流潔淨室特（tè）性（xìng）（高（gāo）潔淨（jìng）度和快速自淨恢複能力）的先決條件有兩個：①來流的潔（jié）淨度；②來流的活塞流情況。

對於來流的潔淨度，對（duì）通過高效以上過濾器送風你的單向流潔淨（jìng）室來說是不成問題的，而對（duì）於來流（liú）的“活塞流”情況，則需（xū）做進一步分析。

根據來流體（tǐ）力學原理，來流條件對優化的（de）流動狀況將產生直接影響，送風麵出口氣流也就是工（gōng）作區（qū）的來流。

來流（liú）的紊動性大，則將影響後麵的單向流特性；來流末充滿流動截麵，則將影響（xiǎng）是否能形成（chéng）“活塞流”和形成的快（kuài）慢（màn）；而來流末充（chōng）滿流動截麵也（yě）是（shì）來流紊動的（de）一個因素。所以，在采用高效過濾器的條件下，保證單向流潔淨室特性的必要條（tiáo）件是“活塞流”，而“活塞流”的必要條件則是來（lái）流充滿流動（dòng）截麵。但是，對一間房間而不是一段管道來說，讓氣（qì）流從（cóng）頭至尾完全充滿（mǎn）流動（dòng）截麵也是不現實的（de）。

最初，確實（shí）認為這種單向平（píng）行的（de）氣流應該充滿整個潔淨室，但這在技術上和經濟上（shàng）都是不利（lì）的。隨（suí）著認識的發展，人們又指出這種（zhǒng）單向流（liú）隻是“在有限的領域內全部空氣（qì）沿平行流線以勻速流動的意思”，並認為能極（jí）力抑製渦流的發生。全空間的清潔空（kōng）氣的單向流特性占支配地位房間，也稱為單向流潔淨室。這（zhè）就是說不要（yào）求在整個（gè）房間都具有單向平行的流線，均勻的速度，沒有渦流，而是隻要求單（dān）向平行流特性在這個房間（jiān）中占支配地位。在（zài）整個工作區這一（yī）層空間保證了單向流，這個房間就是單向（xiàng）流潔淨室。

2.亂流潔淨室原理

潔淨室按其氣流狀態來區分，主要分為亂流（非單向流）潔淨室、單向流潔淨室和輻流潔淨室（也稱（chēng）矢流潔淨室）。

亂流潔淨室的名稱是借用於日文，現在國（guó）際（jì）上則習慣稱這種潔淨室為非單向流潔淨室。

所謂（wèi）亂流潔淨室，一般包括以下各種送風形式（shì）：

（1）高效過濾器（qì）頂送（有擴散板和（hé）無擴散（sàn）板）；

（2）流（liú）線型散流器頂進；

（3）局部孔板頂送；

（4）側送：具有這種送（sòng）風形式的潔淨室，如以雷諾數（指（zhǐ）在流體運動中慣性力對黏（nián）滯力比值的無量鋼數Re=UL/ν。其中U為速度特征尺度,L為長度特征尺度（dù），V為運動學黏（nián）性係數）判斷，顯然屬於紊流流態，但是如果把它們稱為紊流潔淨室就不合適。氣流沿整個頂棚下送（sòng），室內氣流速度達到0.25m/s以上（shàng），這種室（shì）內的流動狀態也是紊流，但在後麵就會搞（gǎo）清楚，雖然這兩種送風方（fāng）式（shì）都造成室內紊流流態，但是就其淨化室內空氣的（de）原理（lǐ）來說，卻是根本（běn）不同的（de），後者屬於單向流或平行流潔淨（jìng）室的淨化（huà）原理。所以（yǐ）如果把（bǎ）前者稱為紊流潔淨室（shì），則後者也應被包含進去了。

亂流潔淨室的主要特點是從來流（liú）到出流（從送風口到回風口）之間氣流的流通截麵是變化的，潔淨室截麵比送風口截麵大得（dé）多（duō），因而不能（néng）在全室（shì）截麵（miàn）或（huò）者在全室工作（zuò）區（qū）截麵形成勻速（sù）氣流。所以，送風口（kǒu）以後的流線彼此有很大或者越來越大的（de）夾角，曲率半徑很小，氣流在（zài）室內不可能（néng）以單一方向流動，將會（huì）彼此撞擊，將有回流、旋渦產（chǎn）生。這就決定亂流潔淨室的流態實質是突變（biàn）流，非均勻流。

這比用紊流來描述亂流潔淨室更確切（qiē）、更全麵。紊流主要取決於雷諾數，也就是主（zhǔ）要受流速（sù）的影響，但是如果采用一個高效過濾器頂送的送風形式，則即使流速極（jí）底，也要（yào）產生上述各種結果，這就因（yīn）為它是一個突變流和（hé）非均勻流。因此這種情（qíng）況下（xià）不僅有流層之間因紊流流動而發生的摻混，而且（qiě）還有全室範圍內的大的回流、旋（xuán）渦所發生的摻混。

亂流潔淨室的作用原理是：當一股幹（gàn）淨氣流從送風口送入室內時，迅速向四周擴散、混合，同時把差（chà）不多同樣數（shù）量的氣（qì）流從回風口排走，這股幹淨氣流稀釋著（zhe）室內汙染的空氣，把原來含塵濃度很高（gāo）的室內空氣衝淡了，直至達到平衡。所（suǒ）以氣流擴散得越快，越均勻，稀釋的效果就越好，因此亂流潔淨室的原理就是稀釋作用。