潔凈室塵粒分布計算理論PPT課件

1、1）在采用一次回風時，風機也可設在溫濕度處理室之前。2）當系統(tǒng)阻力較大等原因，回風管可設回風機。3）中效過濾器一般設置在系統(tǒng)的正壓段，以防止外界空氣滲入系統(tǒng)。4）高效過濾器應布置在靠近潔凈室的送風口。 5）為防止系統(tǒng)停止運行后外空氣經(jīng)回風管進入潔凈室，可在新風入口管段設置電動密閉閥或中效過濾器，或在風機處并聯(lián)一個維持潔凈室正壓的值班風機。6）凡生產(chǎn)中產(chǎn)生大量有害物質(zhì)且局部處理不能滿足衛(wèi)生要求，或?qū)ζ渌ば蛴形：r，則不能回風，采用直流式凈化系統(tǒng)。7）單向流和非單向流潔凈室間以及運行班次和使用時間不同的潔凈室，其凈化空調(diào)系統(tǒng)均直分開設置。系統(tǒng)說明系統(tǒng)說明：第1頁/共35頁2.亂流潔凈室含塵濃度計

2、算式系統(tǒng)假設： 認為室內(nèi)含塵濃度是均勻分布的； 假設通風是穩(wěn)定的； 發(fā)塵量是常數(shù)； 大氣層濃度也是常數(shù)； 忽略室內(nèi)外灰塵的密度和分散度的變化對過濾器效率的影響； 忽略灰塵在管路系統(tǒng)和室內(nèi)的沉降作用等。則通路上過濾器的總效率為n12312323231(1)(1)(1)(1)(1)(1)(1)1(1)(1)(1)(1)(1)nnrr11020301 (1)(1)(1) 如果新風路上有過濾器的組合，則1第2頁/共35頁 根據(jù)上述圖示和一系列假設，進入潔凈室內(nèi)的塵粒應由3部分組成：（1）新風帶進室內(nèi)的塵粒：在t時間內(nèi)每升空氣由新風而增加的塵粒數(shù)量為：（2）由回風帶進室內(nèi)的塵粒：在t時間內(nèi)，由回風而增加

3、的塵粒數(shù)為：tsMnn60)1)(1(1)6 0trs n Nt（3）在t時間內(nèi)：室內(nèi)發(fā)塵而使室內(nèi)每升空氣增加的塵粒數(shù)量為G10-3 t(pc/L)；在t時間內(nèi)室內(nèi)每升空氣由通風換氣排出的塵粒數(shù)量為：6 0tn Nt粒/L粒/L粒/L第3頁/共35頁 由以上分析可知，在t時間內(nèi)潔凈室內(nèi)含塵濃度的變化為：Nt=進入的含塵濃度排出的含塵濃度=tSnNrt)1 (60 tsMnn60)1)(1 ( G10-3 t】tnNt60 根據(jù)初始條件，當t=0時，室內(nèi)的含塵濃度即為潔凈室原始含塵濃度N0,將此條件帶入上式即可求出積分常數(shù)C，之后再帶回原式即可求得潔凈室含塵濃度瞬時式為：即t時，從理論上講，室內(nèi)

4、的含塵濃度趨于穩(wěn)定狀態(tài)。即：)1)(1 (1060)1 (1 1 1 )1 (1 )1)(1 (106060)1 (1 303rsntnrrntesMnGsnNsnsMnGN36010(1)(1)1(1)nrGMnsNns 應用此式時，需要注意系統(tǒng)中哪些過濾器組合效率是n，哪些是r，就可以較方便的列出某一系統(tǒng)的穩(wěn)定式。單室濃度穩(wěn)定式：第4頁/共35頁各種過濾器不同布置的系統(tǒng)：第5頁/共35頁含塵濃度瞬時式和穩(wěn)定式的關(guān)系：1(1)600()rntstNNNN e01(1)600()rntstNNNNNN e當時，則凈化過程：污染過程：01(1)600()rntstNNNNNN e當時，則瞬時式和

5、穩(wěn)定式的關(guān)系式：第6頁/共35頁（1）多室含塵濃度計算。圖為多室并聯(lián)的情況。設第1潔凈室的含塵濃度N1=3pc/L，第2潔凈室N2=3000pc/L。 一般多室系統(tǒng)總回風的含塵濃度不會超過該系統(tǒng)最臟的1個潔凈室的含塵濃度，就本圖而言，則不會超過N2=3000pc/L。若假定3000pc/L就是總回風含塵濃度，即比N1提高1000倍。所以對于多室系統(tǒng)的1室來說，極端情況相當于在回風含塵濃度提出1000倍條件 下的單室系統(tǒng)的運行。其含塵濃度平衡方程式為： 化簡得： 式中，N1多室系統(tǒng)1室的含塵濃度，pc/L。601060)1)(1 (60)1 (101313nNGsMnnsNnr)1(101)1(

6、1060331rnsnMnGNNsQs第7頁/共35頁 由于回風通路上設有高效過濾器，對于不小于0.5um塵粒的效率達r=0.99999,則式（6.21）中1-r=0.00001，即：1103s(1r) 1s(1r) 1。 N1 N 式中 N 單室系統(tǒng)時的含塵濃度。 上述分析推導說明，對于末級過濾器是高效過濾器的空氣凈化系統(tǒng)，則不管是多室系統(tǒng)還是單室系統(tǒng)，均可按單室的穩(wěn)定式求多室系統(tǒng)中各室的穩(wěn)定含塵濃度。 （2）有局部凈化設備時的含塵濃度計算列出穩(wěn)定狀態(tài)時的濃度平衡方程式：3(1)(1) (1)(1)10(1)606060nrMnsNnNnssGs第8頁/共35頁化簡得：進一步化簡得：因1，而

7、上式又可寫成：最后化簡得：36 01 0(1) (1)1)(1) nrGM nsNnss36010(1)(1)(1)(1)nrGMnsNnss36010(1)(1)(1)nGMnsNns3(1)(1)(1)6010(1)(1)nnNnsssGMns單向流(層流)潔凈室含塵濃度計算： 1.單向流潔凈室內(nèi)人的發(fā)塵可以不考慮； 2.回風帶入的塵粒也可忽略。336010(1)(1)6010(1)snssrbGMnsbGNNnsn31/121/6/minsbGm式中：系數(shù)，取垂直單向流水平單向流只考慮結(jié)構(gòu)表面發(fā)塵（即無人情況下）的單位容積發(fā)塵量，粒第9頁/共35頁1.1.潔凈室不均勻分布的影響因素：潔凈

8、室不均勻分布的影響因素：1）氣流組織的影響算值高得多。2）送風口數(shù)量的影響第10頁/共35頁3）換氣次數(shù)的影響4）送風口型式的影響第11頁/共35頁4 4）送風口型式的影）送風口型式的影響響第12頁/共35頁2.不均勻分布理論分析 假定發(fā)塵量是均勻的、穩(wěn)定的，只是塵粒分布不均勻，即室內(nèi)各區(qū)域存在著的濃度差。 下面將針對單個送風口的房間的3區(qū)不均勻分布模型給予理論分析,如右圖所示。 三區(qū)不均勻分布模型 .在主流區(qū)內(nèi)，由于工作區(qū)以上有一定風速，塵源 是不可能逆著氣流均勻擴散的。主流區(qū)內(nèi)的塵源散發(fā)出的塵粒將隨著氣流稍有擴展地沿氣流方向運動，進入回風區(qū)并在該區(qū)得到一定程度的混合，一部分由回風口排出，一

9、部分折回渦流區(qū)，在渦流區(qū)內(nèi)分布，并隨著主流區(qū)引帶的氣流較均勻地貫穿整個主流區(qū)。 aG第13頁/共35頁下表列出了室內(nèi)塵粒分布的不均勻性和區(qū)域間濃度比變化。工作區(qū)濃度和回風區(qū)濃度的比率(Na/Nc)表：離地面高度/m0.40.80.91 塵粒總數(shù)/（pc/L）87646159對0.4m處濃度的比率/%-747067 塵?？倲?shù)/(pc/L)41322928對0.4m處濃度的比率/%-7870680.5 m0.5 m.主流區(qū)內(nèi)塵源散發(fā)的塵粒，一部分隨渦流由下而上，再由上而下較均勻地進入送風氣流的全邊界層內(nèi)。.有一含塵濃度不同于主流區(qū)和渦流的回風口區(qū)存在。第14頁/共35頁3.3.不均勻分布理論計算不

10、均勻分布理論計算設：G：單位容積發(fā)塵量，粒/m3，mmin Ga：主流區(qū)發(fā)塵量。粒/min Gb：渦流區(qū)發(fā)塵量。粒/min Go：總發(fā)塵量（粒/min）Go= Ga + Gb Q：渦流區(qū)至主流區(qū)的引帶風量，L/min Q：送風量 ，L/min Va：主流區(qū)容積，L Vb：渦流區(qū)容積，L V：潔凈室容積，L Na:主流區(qū)的含塵濃度，粒/L Nb:渦流區(qū)的含塵濃度，粒/L Ns:送風含塵濃度，粒/L第15頁/共35頁對于主流區(qū)：對于主流區(qū)：對于渦流區(qū)：對于渦流區(qū)：則不均勻分布含塵濃度的公式為：主流區(qū)含塵濃度：渦流區(qū)含塵濃度：由回風流動規(guī)律可知，回風區(qū)范圍很小，可以忽略。所以，潔凈室的平均含塵濃度：

11、aasbaaaNQQdNN QN QdtVVV3601011asGNNn 3160101bsGNNn 3601011aabbbvsN VN VVGNNVnV abbabbbbbGQdNGN QN QQQdtVVVV第16頁/共35頁 式中： -潔凈室平均含塵濃度，pc/L； -送風含塵濃度，pc/L?？砂聪率接嬎悖簐NsN 111rrnsN nsMnsNn 式中： -系統(tǒng)中回風含塵濃度。rN由于Nr M ，所以上式分子左邊一項比右邊一項小得多，故上式可寫成： (1)(1)snNMs -主流區(qū)發(fā)塵量與總發(fā)塵量之比； -渦流區(qū)到主流區(qū)的引帶風量與送風量之比。 3601011aabbbvsN VN

12、VVGNNVnV 第17頁/共35頁潔凈室含塵濃度 通式的物理意義是：Nn 在式中， 部分即為塵粒均勻分布條件下的含塵濃度。剩下部分令其為不均勻系數(shù) 。11bVV 則：36010sGNNn 36010vsGNNNn 由上式可以看出，按不均勻分布理論計算的含塵濃度等于按均勻分布理論計算的含塵濃度N 乘以不均勻系數(shù)。 為了便于計算，根據(jù)上述理論公式和實際使用條件，繪制成室內(nèi)含塵濃度和換氣次數(shù)關(guān)系曲線圖，如圖6-30所示，可查此圖計算。如果已知潔凈室要求達到的含塵濃度，而求換氣次數(shù) ：vn36010vsGnnNN 即 第18頁/共35頁均勻分布計算和不均勻分布計算的對均勻分布計算和不均勻分布計算的對

13、比比若、 不便于確定時，可由下表確定：換氣次數(shù)換氣次數(shù)n n101020204040606080801001001201201401401601601801802002001.51.51.221.221.161.161.061.060.990.990.90.90.650.650.510.510.510.510.430.430.430.43第19頁/共35頁潔凈室特性潔凈室特性一.靜態(tài)特性曲線第20頁/共35頁第21頁/共35頁靜態(tài)特性（均勻分布）曲線的結(jié)論靜態(tài)特性（均勻分布）曲線的結(jié)論1.在M 粒/L以內(nèi)，大氣塵濃度的波動對于末級過濾器是高效過濾器的100級及以下的潔凈室的含塵濃度影響極小。6

14、104.2.對于末級過濾器是中效過濾器的潔凈室，室內(nèi)含塵濃度完全隨著大氣塵濃度的波動而變化。3.室內(nèi)單位容積發(fā)塵量G變化時，對潔凈室含塵濃度的影響，隨著末級過濾器效率的提高而增加。第22頁/共35頁第23頁/共35頁第24頁/共35頁第25頁/共35頁Vb/V=0.30.9第26頁/共35頁動態(tài)特性（不均勻分布）曲線的結(jié)論第27頁/共35頁二二. .室內(nèi)空氣含塵濃度影響因素的分析室內(nèi)空氣含塵濃度影響因素的分析N2001* *(1)* (1)0*1(1)(1)wrwsn MG sNns N0N0N0MN1sN00121 (1)(1) 主過濾器效率：第28頁/共35頁2 2 室外大氣含塵濃度室外大

15、氣含塵濃度 對對 的影響的影響M1sNMMMNNN1s10sN1s0020(1)(1) 1 (1)(1)(1)111(1)(1)wrrrnMGNsns1sN0(1) 1 (1)(1)(1)wrrnMG第29頁/共35頁0(1) 1 (1)(1)(1)0wrrnMG11wrNM0(1)(1)rrrwGnNGnNnNnM02001(1)(1)rNGnns 第30頁/共35頁2001(1)(1)rNGnns 第31頁/共35頁 某高效空氣凈化系統(tǒng)的潔凈室長、寬、高分別為6，5，2.5m，換氣次數(shù)為30次/h，室內(nèi)工作人員為5人，新風比取30，試求室內(nèi)可達到的潔凈度等級。（1）潔凈室的人員密度q： 2

16、25/m0.17/m6 5PqF 人人人人（2）單位容積發(fā)塵量 查圖6-30得，433.9 10/(min)Gpc m G（3）送風含塵濃度 見式(6-32):sN 11snNMS 式中： -室外大氣濃度，取 ； -回風比， 為新風比，本題取S=0.3; -新風道路上過濾器的總效率； Msn 61 10/Mpc L (1) s 1231111n 分別取的效率，即1230.20.40.9999,(1)0.000005n 所以4100 100.3 0.000005/1.5 /sNpc Lpc L 第32頁/共35頁36010sGNNn 4360 3.9 10101.5/30pc L 79.5/pc LvNNNv1.19 79.5/95/vNpc Lpc L（5）潔凈室的含塵濃度 : 其中,式中不均勻系數(shù)按表6-36，取=1.19；經(jīng)查標準，該潔凈室可以達到1000