Clabso软件与三种气流结构

随着现代工业的发展，加工精密化、产品的微型化、高纯度化以及高度可靠性，对实验、研究和生产的环境要求越来越高，因而空气洁净技术越来越受到人们的关注，洁净技术已经成为科学实验和生产现代化的标志之一。

图1.洁净室内部照片

目前洁净室常见的气流组织方式包括垂直单向流、水平单向流和乱流。为了直观的展示这三种气流组织型式，我们利用Clabso软件对其进行流场模拟。

图2.单向流洁净室气流组织形式

单向流洁净室气流运动成均匀直线形，空气由覆盖率100%的过滤器进入室内，并由高架地板或两侧隔墙板回风，此形式适用于洁净室等级需求较高的环境使用，洁净室等级能达到Class 1~100。

单向流又可分为水平单向流和垂直单向流两种，见图2。由图可见，单向流洁净室靠洁净气流的”活塞”作用把室内污染推出室外，所以这种洁净室的控制污染能力较强。

图3.乱流洁净室气流组织结构

乱流洁净室见图3，空气由空调箱经风管与洁净室内空气过滤器(HEPA)进入洁净室，并由洁净室两侧隔间墙板或高架地板回风。气流非直线型运动而呈不规则乱流或涡流状态。此型式适用于洁净室等级1,000-100,000级。

乱流洁净室靠洁净送风的气流扩散、混合、不断稀释室内空气来把室内污染逐渐排出室外，从而达到动态平衡。这种洁净室的控制污染能力比单向流较弱，这是由其“稀释”原理决定的。

图4.水平单向流截面矢量图

1、水平单向流：图4为Clabso软件对简单的水平单向流洁净室进行模拟的结果。由图可知，左侧FFU满布，水平单向流空气自过滤器单方向吹出，由对边墙壁的回风系统回风，尘埃随风向排出室外，一般在下流侧污染较严重。

优点：构造简单，运转后短时间内即可变成稳定。

 缺点：建造费用比乱流式高，室内空间不易扩充。

图5.垂直单向流截面矢量图

2.垂直单向流：图5为Clabso软件对垂直单向流洁净室进行模拟的结果，顶部FFU满布，空气是由顶部FFU垂直向下吹。分析可知，空气由上往下吹，可得到较高的洁净度，在制程中或工作人员所产生的尘埃可快速排出室外而不会影响其它工作区域。

优点：管理容易，运转开始短时间内即可达稳定状态，不易为作业状态或作业人员所影响。 

缺点：构造费用较高，弹性运用空间困难，天花板的吊架相当占空间，维修更换过滤器较麻烦。 

图6.乱流式截面矢量图

3.乱流：图6为Clabso软件对乱流洁净室的模拟，顶部FFU没有满布，与图4和图5相比，明显看出乱流式的气流组织分布具有的速度不均匀性，由图6可以看出乱流洁净室会出现局部旋涡和乱流，这部分区域不利于污染物的及时排出，洁净室整体洁净度不高。

优点：构造简单、系统建造成本低，洁净室扩充比较容易，在某些特殊用途场所，可并用无尘工作台，提高洁净室等级。

 缺点：乱流造成的微尘粒子于室内空间飘浮不易排出，易污染制程产品。另外若系统停止运转再激活，欲达到需求的洁净度，往往须耗时相当长一段时间。

图7.Clabso软件后处理内部气流组织结构

根据图7的横向截面所示的速度云图，可以看出左右两边横向截面的速度大部分在0.4m/s左右，中间部分横向截面的速度集中在0.35m/s左右；由纵向的速度矢量截图可以看出洁净室左上方有局部的涡流形成。涡流对洁净室的洁净度有不好的影响，设计师可以通过Clabso软件对气流组织的模拟，找出洁净室内部容易形成涡流的部位，并找出形成涡流的原因。

根据这些判断，可以帮助设计师科学的设计洁净室的内部结构，配备合理的暖通设备从而达到洁净室的相关要求。

由此可见，Clabso模拟软件是一款针对客户需求进行气流分析的辅助软件。通过Clabso软件，设计师可以精确的模拟出洁净厂房内部的气流组织形式，并在Clabso软件强大的可视化模块中观察气流走向和各个截面的风速大小(如图7)，从而辅助设计师出最优的洁净方案，提高洁净室的洁净等级。