层流罩是能将操作员与产品屏蔽隔离的设备之一,其主要用途是避免产品污染。从洁净室吸取的空气,然后采用顶部增压舱里安装的风扇通过HEPA过滤垂直穿过操作区域,为关键区域提供IOS5(级别100)的单向流空气。废气从下面排出,返回洁净室区域。它主要由箱体、风机、高效空气过滤器、阻尼层、灯具等组成。
洁净层流罩是将空气以一定的风速通过高效过滤器后,形成均流层,使洁净空气呈垂直单向流,从而保证了工作区内达到工艺要求的高洁净度。
洁净层流罩与洁净室相比,具有投资省,见效快,对厂房土建要求低,安装方便,省电等优点,目前广泛用于精密机械、电子、制药、食品、精细化工等部门。
图1 洁净室模型图
该模型从上部送风机组进风,通过高架地板,回风管道,形成整体气流回路。本文简单描述了在该模型内气流的运动情况。以及在高架地板均匀分布情况下的气流偏移角的分布情况。
我们通过Clabso软件计算,可以更清晰的展示出它的工作状态。
我们从 3个方面展示层流罩的性能。
我们通过对截面A的气流情况,分析整个气流的运行与分布状态。该位置是整个空间中的主体 位置,具有很强的代表性。
图2 截面A处速度分布云图
从图2截面A处速度分布云图可以看到,空气从层流罩下来后进入到工作区,再通过高架地板进入到下技术夹层,并通过一根回风管道进入到层流罩上方。在层流罩下方速度较高,局部区域换气效率良好,局部洁净度等级较高。但是在高架地板的中心位置,出现了比较大的挤压,导致在回风管道的入口形成一个收缩管道效应,速度提升较大。
图3 流线图
单向流的质量,可以通过气流偏移角来衡量。我们可以计算气流偏移角来观察气流的垂直单向区域。
图4气流偏移角
由图4可见,它是以竖直向下的方向为参考方向,从整个图中,可以看到在FFU下方的整体区域偏移角是在20°左右,接近高架地板时,偏移角整体增大,这是压力导致的。经过高架地板的匀流作用后,在高架地板的下方的较小区域出现了一条蓝色 区域,这是高架地板的匀流作用的影响。但是一离开高架地板,偏移角马上增加到90,也就是垂直的向回风管道的方向。
出口流量分布均匀度可以通过通量计算出来,这里使用流线展示气流密度。
图5 出口流线图
我们从图5可以看出,在离风机近的地方气流很密,在远端气流比较稀疏,可以通过设置适当的导流板来均衡气流流量分布。