一、潔淨室原理　　

(一) 潔淨室的定義　　

潔淨室是（shì）指空（kōng）氣潔淨度達到規（guī）定級別的可供人活動的空間。其功能（néng）是控製微粒（塵埃粒子）的汙染。來達到滿足精密（mì）產品（pǐn）的生（shēng）產與科學實驗活動。潔淨室絕不是僅限於"潔淨"，不同的行業與部門對溫度（dù）、溫度、照明、噪聲、靜電、微振都有相當要（yào）求（qiú）的多功能（néng）的綜合整體，是集（jí）建築裝飾（與大氣相對隔斷的密閉裝修）、淨化空調、純（chún）水、純氣、動力電、照明電、工藝管道等多種專業技術於一體的產物，潔淨（jìng）室（或潔淨廠（chǎng）房）

(二（èr）) 潔（jié）淨（jìng）室（shì）的分（fèn）類實現層流的最低風速值

2.1按用途分（fèn）類(可分為兩大類)　

①工業潔淨室-以無（wú）生命微粒的控製為對象。主要控製空氣塵埃微粒（lì）對工作對（duì）象的汙染，內部一般保持正壓（yā）狀態。它適用於（yú）精密機械（xiè）工業、電子工業（半導體、集成電路等）宇航工業、高純度化（huà）學工業、原子能（néng）工業、光磁產品工業（光盤、膠（jiāo）片、磁帶生產）LCD（液晶玻璃）、電腦硬盤、電腦磁頭生產（chǎn）等多行（háng）業。　

②生物潔（jié）淨（jìng）室：以控製有生（shēng）命微粒（lì）（細菌）與無生命微（wēi）粒（塵埃）對工作對象的（de）汙染。又可（kě）分為（wéi）：　

A.一般生物潔淨（jìng）室，主要控製微生物（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蝕，內部一般保持（chí）正壓。實（shí）質上其（qí）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（jìng）室：主要控製工作對象的有生命微粒對外界和人的汙（wū）染。內部要保持與大氣的負壓（yā）。　　　

2.2按氣流分類(按氣流（liú）可分為四類)　　

①.單向流潔淨室（層流、活塞流）　　

②.亂流淨（jìng）室　　

③.輻（fú）射流（斜流）潔淨室　　

④.混合流潔淨室（亂流、層流（liú）同在）　

(三) 單向（xiàng）流(層流)潔淨室（shì）(又稱垂直流，平行流)　　

(1) 既氣流以（yǐ）均勻的截麵速度，沿著平行（háng）流線（xiàn）以單（dān）一方向（xiàng）在整個室天花截麵下通過的潔淨室。單向流潔淨室靠送風氣流“活塞”般的擠壓作用。迅速把室內汙（wū）染排回風道。　

(2) 要想實現"活塞流"的作用，最重要的是高效過濾器必須滿布。但是由於高效過濾器有（yǒu）邊框，放置高鏟過濾器也要有支架（jià），不可能百分之（zhī）百（bǎi）的滿布。所以我（wǒ）國《潔淨廠房設計規範》規定，垂（chuí）直流潔淨室滿布比不應小（xiǎo）於60%，水平（píng）單向流潔淨室不應小（xiǎo）於40%，否（fǒu）則就是局部單向流（liú）了。

(四) 亂流潔淨室的原理（lǐ）和（hé）特性　　

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

2、原理：亂流潔淨室（shì）靠送風氣流不斷稀釋室內空氣，把室內汙染（rǎn）逐漸排出（chū），來（lái）實殃潔淨的（亂流潔淨室一般（bān）設（shè）計在千級以上至30萬級淨化級別）。

3、特性（xìng）：亂流潔淨室是靠多次換氣來實現潔淨級別。換氣次數決（jué）定定義無反顧的淨化級別（換氣次數越多，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（liú）潔淨室新風量（liàng）應不小於總風量的10%-30%；單向流潔淨室（shì），新風量應不小於（yú）總風量的2%-4%，當（dāng）然也可以根據（jù）潔淨室的具體功能而定。

二 空氣（qì）潔淨度等級

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

潔淨室（區）是指空（kōng）氣懸浮粒子濃度、含菌濃度受（shòu）控的房間（限定的空間），房間（空間）的建造和使用方（fāng）式要盡可能減少室內（nèi）引入、產生和滯（zhì）留粒子（zǐ）等，房間（jiān）（空間）內其它相關參（cān）數如溫度、相（xiàng）對濕（shī）度和壓力按要求進行控製。

潔淨廠房的組成

潔淨廠房一般包括生產區、潔淨輔助間（jiān）（包括人員淨化（huà）用室（shì）、物料淨化用室和部分生活用室等）、管理區（包括辦公、值班、管理和休息室等）、設（shè）備區（包括淨化空調係統用房間、電氣用房、高純水和高純（chún）氣用房、冷熱設備用房等）。後三類用房都是為潔淨生產（chǎn）區服務的（de）設施。

淨化工程垂直單向流潔淨室的標準

在水平（píng）流係統中,氣流是從一麵牆流（liú）向另一麵牆。在垂直流係統中,氣流（liú）是從吊頂流向地（dì）麵。對（duì）要求潔淨室的懸浮粒子濃度或（huò）微生物濃度更（gèng）低的場合,就（jiù）使用單向氣流。

單（dān）向流潔淨（jìng）室一般有兩種（zhǒng）類型，即水平流和垂直流。在水平流係統中，氣流（liú）是從一麵牆流向（xiàng）另一麵牆。在垂直流係統中（zhōng），氣流是從吊頂流向地（dì）麵。

對要求潔淨室的懸浮粒子（zǐ）濃度或微生（shēng）物濃度更低的場合，就使用單向氣流。以前稱這類潔淨室為“層流”潔淨室。單向流和層（céng）流（liú）的名（míng）稱均說（shuō）明了其氣流的狀（zhuàng）況：氣流以一個方向流動（或是垂（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（chǐ）/分鍾至100英（yīng）尺/分鍾）的均速流過整個空間。

淨化（huà）工程由（yóu）滿（mǎn）布潔淨室吊頂的高效過濾器向室內送風。氣流有如一個空氣活塞，向（xiàng）下流經（jīng）室內，帶（dài）走汙染物，然後從地麵排出（chū）。又在與外部（bù）的一些新鮮空（kōng）氣混合後，再循環至高效過濾器。

人員和工藝所產生的懸浮汙染可（kě）立即被這種空（kōng）氣清除掉，而紊流通風係統采用的是混合與（yǔ）稀釋（shì）原理。

在一間沒有任何障礙物的空房間（jiān），單（dān）向流（liú）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（chú）。但在一個（gè）操（cāo）作（zuò）間，機（jī）器以及（jí）機器周圍走動的人員，會對氣流形成（chéng）障礙。

障礙（ài）物可以使單向流變成紊流（liú），從（cóng）而在（zài）障礙物周圍形成氣流團。人員的活動也可以使單向流（liú）變（biàn）成紊流。在這些紊流中，由（yóu）於風速較低，空（kōng）氣稀（xī）釋程度較小，從而使得汙染濃度較高。

因此，必須（xū）將風速保持在0.3米/秒至0.5米/秒（miǎo）（60英尺（chǐ）/分（fèn）鍾至100英尺/分鍾）的範圍裏，以（yǐ）便使中斷的單向流能快速恢複，充分稀釋（shì）障礙物周（zhōu）圍紊流區的汙染。

用風速可以正確（què）地表示出單向流，因為（wéi）風速越高室內就越潔淨。而每小時換（huàn）氣次數與房間的體積有關，如吊頂的高低，因此不適合用來表示單（dān）向流。

單向流室內的送風量是紊流室的很多倍（10到100倍）。所以這樣（yàng）的潔（jié）淨室的建（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（jié）淨室原理

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

在單向流潔（jié）淨（jìng）室內，幹淨氣流不是一股或幾股，而是充滿全室斷麵，所以（yǐ）這種潔淨室不是靠潔淨（jìng）氣流對室內髒空氣的摻混（hún）稀釋作用，而是靠潔淨氣流的（de）推出作用將室內髒空氣沿整個斷麵排至室外，達到淨化室內空氣的（de）目（mù）的。所以前聯邦德國有人稱單向流潔淨室的氣流為“活塞流”、“平推流”，前蘇聯稱之為（wéi）“被擠壓的弱空氣射（shè）流”。幹淨空氣就好（hǎo）比一個（gè）空氣活塞，沿（yán）著房間這個“汽缸”，向前（下）推（tuī）進，而使塵粒隻能前（qián）（下）進，沒有返（fǎn）回（huí），把原（yuán）有的含塵濃度高的空氣擠壓出房間。

在單向流潔淨室及單向流（liú）淨化設備中，可以發現隱（yǐn）蔽的和兩個過濾器搭接處（chù）下方的反向氣流。這種氣流將把下方的汙染物傳輸到上（shàng）部再送下來，破壞了（le）上述“活（huó）塞流”的狀態，危害極大。對於和外界有開口相（xiàng）通的局部淨化（huà）設備（bèi），如潔（jié）淨工作台，這種氣流將影響外界汙（wū）染氣流，在設計上（shàng）一定要減小過（guò）濾器邊框處所占的（de）無效 麵積，更要設法使（shǐ）空間的壁麵盡量接近過濾器（qì）有效送風截麵。

通（tōng）過以上分析，可以認為保證單向流潔淨室特性（高潔淨度和快速（sù）自淨恢複能力）的先決條件有兩個：①來流的潔淨度；②來流的活塞流情（qíng）況。

對於來流的潔淨度，對通過高效以（yǐ）上過濾器送風你的（de）單（dān）向流潔淨室來說是不成問題的，而對（duì）於來流的（de）“活塞流”情況，則需（xū）做進一步分析。

根據來流體力學原理，來流條件對優化的流動狀況將（jiāng）產生直接影（yǐng）響，送風麵出（chū）口氣（qì）流也就是工作區的（de）來流。

來流的紊動性大（dà），則將影響後麵（miàn）的（de）單向流特（tè）性；來（lái）流末充滿流動截麵，則將影響是否能形成“活塞流”和形（xíng）成（chéng）的快慢；而來流末充（chōng）滿流動（dòng）截（jié）麵也是來流紊動的一個因素。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（bì）要條件是“活塞（sāi）流”，而（ér）“活塞流”的必要條件則是來流充滿流動截麵。但是（shì），對（duì）一間房間而不是一段管道來說，讓氣流從頭至尾（wěi）完全充滿流動截麵也是不（bú）現實的。

最初，確實認為這種（zhǒng）單向平行的氣流應該充滿整個（gè）潔淨室，但這在技術上和（hé）經濟上都（dōu）是不利的。隨著認識的發展，人們又指（zhǐ）出這種單向流隻是（shì）“在有（yǒu）限的領域內全部空氣沿平（píng）行流線以勻速流動的意思”，並認為能極力抑（yì）製渦（wō）流的發生。全空間的清潔（jié）空氣的單向流特性占支（zhī）配地（dì）位房間，也（yě）稱為單向流潔淨室（shì）。這就是說不要求在整個房間都（dōu）具有單向平行的流線（xiàn），均勻的速度，沒有渦流，而是（shì）隻要求單向平（píng）行流特性在這（zhè）個房間（jiān）中（zhōng）占支配地位。在整個工作區這一層空間保證了（le）單向流，這個房間就是單向流潔（jié）淨室。

2.亂流潔淨室原理

潔（jié）淨室按其氣流狀態（tài）來區分，主要分為亂流（非單向流）潔（jié）淨室（shì）、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，現在國際上則習慣稱這種潔淨室為非單向流（liú）潔淨室。

所謂亂流潔（jié）淨室，一般包括以下各種送風形式：

（1）高（gāo）效（xiào）過濾器頂送（有擴散板和無（wú）擴散板）；

（2）流線型散流器頂進；

（3）局部孔板頂送；

（4）側（cè）送：具有這種送（sòng）風形式的潔淨室，如以雷諾數（shù）（指在（zài）流體運動中慣性力對黏滯力比值的無量鋼數Re=UL/ν。其中U為速度（dù）特征（zhēng）尺度,L為長度特征尺度，V為運動學黏性係數）判斷，顯然（rán）屬於紊流流態（tài），但是如果把它們稱為（wéi）紊流潔淨室就不合適。氣流沿整個頂棚下送，室內氣流速（sù）度達到0.25m/s以上，這種室（shì）內的（de）流動狀態也（yě）是（shì）紊流，但在後麵就會搞清楚，雖然這兩（liǎng）種（zhǒng）送風方式都造成室內紊流流態，但是就其淨（jìng）化（huà）室內空氣的原理來說，卻（què）是根本不同的，後者屬於單向流或（huò）平行流潔淨室的淨化原理。所以如果把前（qián）者稱為（wéi）紊流（liú）潔淨室，則後者也應（yīng）被包含進去了。

亂流潔淨室的（de）主要特點（diǎn）是從來流到出流（從（cóng）送風口到回風口）之間氣流的流通截麵是變化的，潔淨室（shì）截麵比送風口截麵大得（dé）多，因而（ér）不（bú）能在全室截麵（miàn）或者（zhě）在全（quán）室工作（zuò）區截麵形成勻速氣流。所以（yǐ），送風口以後的流線彼此有很大或者越來越大的夾角，曲率半徑很小，氣流（liú）在室內不可能以單（dān）一方向流動，將會彼此撞擊，將有回流、旋渦產生。這就（jiù）決定亂流（liú）潔淨（jìng）室（shì）的（de）流態實質是突變流，非均勻流。

這比用紊流來描述亂流潔（jié）淨室（shì）更確切、更全麵（miàn）。紊流主要取決於雷諾（nuò）數，也就是主要受（shòu）流速的影響，但是如果采（cǎi）用一個高效過濾器頂送的送風形式，則即使流速極底，也要產生上述各種（zhǒng）結（jié）果（guǒ），這就因為它是一個（gè）突變（biàn）流和非均勻流。因此這種情況下不僅有流（liú）層之間因紊流流動而發生的摻混，而且還有全室範圍內的大的回流、旋渦（wō）所發生（shēng）的摻混。

亂流潔淨室的作用原理是：當一（yī）股幹淨氣流從送風口送入室內時，迅速向四周擴散、混合，同時把（bǎ）差不多同樣數量的氣流從回風口排走，這股幹淨氣（qì）流稀釋著室內汙染（rǎn）的空氣，把原來含塵濃度很高的室內空氣衝淡了，直（zhí）至達到平衡。所以氣流（liú）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。