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潔凈室均勻分布計算理論--亂流潔凈室含塵濃度瞬時式

更新時間:2023-08-15  |  點擊率:1017

為了計算亂流潔凈室室內的含塵濃度和換氣次數(shù),必須確定塵粒在潔凈室內的分布狀況。一般分為均勻分布和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(fā)生源,則發(fā)生的塵粒由于擴散和氣流的帶動和沖淡,能很快在室內達到平衡。
為了簡化計算,還進一步假定:通風量是穩(wěn)定的;發(fā)塵量是常數(shù);大氣塵濃度是常數(shù);忽略室內外灰塵的密度和分散度的變化對過濾器效率的影響;忽略滲入的灰塵量和管道產(chǎn)生的可能性;忽略灰塵在管道內和室內的沉降。此外,設新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)
對于新風過濾器組合η1=1-(1-η10)(1-η20)(1-η30)
式中,η10、η20、η30分別為組合內的粗效、中效和高中效或亞高效過濾器效率。
根據(jù)前面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。單位時間的回風量為SnV*103/60(L/min);單位時間內,經(jīng)回風通路上過濾器(回風口過濾器、中間過濾器和末級過濾器)過濾后,進入室內的塵粒數(shù)量為SnV*103/60Nt(1-ηr)(粒/min)。因此,Δt時間內,室內每升空氣中由于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);單位時間內,經(jīng)新風通路上的過濾器即初級過濾器、中間過濾器和末級過濾器過濾后,進入室內的塵粒數(shù)量為MnV*103/60(1-s)(1-ηn)(粒/min)。因此,Δt時間內室內每升空氣中由于新風而增加的塵粒數(shù)量為Mn(1-s)(1-ηn)/60Δt(粒/L)。
(3)在Δt時間內,由于室內發(fā)塵而使室內每升空氣增加的塵粒,數(shù)量為G*10-3Δt(粒/L)。
2、由室內排出的塵粒包括,有組織的回風(有的還有排風)排出的塵粒和無組織的換氣排出(壓出)的灰塵。
單位時間通風換氣量為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(shù)量為nNt/60Δt(粒/L)。
根據(jù)以上分析的進出潔凈室的塵粒數(shù)量可知,在Δt時間內潔凈室內含塵濃度的變化為
ΔNt=(進入的含塵濃度)-(排出的含塵濃度)
  
q20.png

移項整理,并以
q21.png


 q22.png



對上式變量分離并積分,得到

  
q23.png

式中,C是積分常數(shù),它由初始條件決定。當t=0的時候,有三種情況:
(1)以系統(tǒng)開始運行計算時間,則t=0時室內含塵濃度即為潔凈室運行前瞬時的含塵濃度,由于滲漏等因素,這一含塵濃度是較大的。
(2)以系統(tǒng)經(jīng)一定運行時間,達到含塵濃度穩(wěn)定后的任一時刻開始計算時間,則t=0時的室內含塵濃度即為達到穩(wěn)定的含塵濃度,對于潔凈室級別不同的潔凈室這一濃度也是不同的。
(3)以系統(tǒng)運行中間某一時刻計算時間,t=0時室內含塵濃度即系統(tǒng)運行到這一時刻的室內含塵濃度。
總之,可以把t=0時的室內含塵濃度稱為原始含塵濃度,以N0表示。即
t=0,Nt= N0
代入上式則可求出C,代回原式即得
 
q24.png


所以潔凈室含塵濃度的瞬時式是

 q25.png




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