一、潔淨室原理　　

(一) 潔淨室的定義（yì）　　

潔淨室是指空氣（qì）潔淨度達到規定級別的可供人活動的空（kōng）間。其功能（néng）是控製微粒（塵埃粒子）的汙（wū）染。來（lái）達到滿足精密產品的生產與科學實驗（yàn）活動。潔淨室絕不是僅限於"潔淨"，不（bú）同的行業與部門對溫度、溫度、照明、噪（zào）聲、靜電、微振都有（yǒu）相當要求的（de）多功能的綜合整體，是集建築裝飾（與大氣相對隔斷的密閉裝修）、淨化空調、純水、純氣、動力電、照明電、工藝管道等多種專業技（jì）術於一體的產物，潔淨室（或潔（jié）淨廠（chǎng）房）

(二) 潔淨室的分類實現層（céng）流的最低風速值

2.1按用途分類(可分為兩大類)　

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

②生物潔淨室：以控製有生命微粒（細菌）與無生命微（wēi）粒（塵（chén）埃）對工作對象（xiàng）的汙染。又可分為：　

A.一般生物潔淨（jìng）室，主要控製微生物（細菌）對（duì）象的汙染。同時其內部材料要（yào）能經受各種滅菌劑侵蝕，內部一般（bān）保持正壓。實質上（shàng）其內部（bù）材（cái）料要能經受（shòu）各種（zhǒng）滅（miè）菌處理的工業潔（jié）淨室。

B.生物學安全潔淨室（shì）：主要控製工作對象的有生命微粒對外界和人的汙染。內部要保持與大氣（qì）的負壓。　　　

2.2按氣流（liú）分類(按氣（qì）流可分（fèn）為四類)　　

①.單（dān）向流潔淨室（層流、活塞流）　　

②.亂流淨室　　

③.輻射流（liú）（斜流）潔淨室　　

④.混合流潔淨室（亂流、層流同在）　

(三) 單（dān）向流(層（céng）流)潔淨室(又稱垂直流，平行流)　　

(1) 既氣（qì）流以均勻的截麵速度，沿著平行流線以單一方向在整（zhěng）個室天花截（jié）麵下通過的潔淨室。單向流（liú）潔淨室靠送風氣流“活塞”般（bān）的擠壓作用。迅速把室內汙染排回風道。　

(2) 要想實現"活塞流（liú）"的作用，最重要的是高效過濾器必（bì）須滿布。但是由於高效過濾器有邊框，放置高鏟過濾器也要有支架，不可能百分之百的滿布。所以我國《潔淨廠房設計規範》規定，垂直流潔（jié）淨室滿布比不應小於60%，水平單向流潔淨室不應小於40%，否（fǒu）則（zé）就是局部單向流了。

(四（sì）) 亂流潔淨室的原理和特性　　

1、定義：亂流（liú）潔（jié）淨室（shì）的定（dìng）義是氣流以不均勻的速度是不平行流動，伴有（yǒu）回流（liú）或渦流的潔淨室。　　

2、原理：亂流潔淨室靠送風（fēng）氣流不斷稀釋（shì）室內空氣，把（bǎ）室內汙染逐漸排（pái）出，來實殃潔淨的（亂流潔淨室一般設計在千級以上至30萬級（jí）淨化級別）。

3、特性：亂流潔淨室是靠多次換氣（qì）來實現潔淨級別。換（huàn）氣次（cì）數決定定義（yì）無反顧的（de）淨化級別（換氣次數越多，淨化級別越高）　　

(五（wǔ）)潔淨室（shì）的新風要求　　

按《潔淨廠房（fáng）設計規範》規定，亂流潔淨室新風量應不小於總風量的10%-30%；單向流潔淨室，新風量應不小於總風量的（de）2%-4%，當然也可以根據潔淨室的具體功能而定（dìng）。

二 空氣潔淨度等級

空氣潔淨度是潔淨環境中空氣含懸浮粒子量的多少的（de）程度，通常空氣中含塵濃度高則空氣潔淨度低，含塵濃度低則潔淨度高。空氣潔淨度的高低可以用空氣潔淨度等（děng）級來區分。空（kōng）氣潔淨度（dù）級（jí）別則以每立方米空氣中的允許微粒數來確定（dìng）。

潔（jié）淨（jìng）室（區）是（shì）指空氣懸浮粒子（zǐ）濃度、含菌濃度受（shòu）控的房間（限定的空間），房間（空間）的建造和使用方式要盡可能減少（shǎo）室內引入、產生和滯留粒子等（děng），房間（空間（jiān））內其它相（xiàng）關參數（shù）如溫度、相對濕度和壓力按要（yào）求進行控製。

潔淨廠（chǎng）房的組成

潔淨廠房一般（bān）包括生產（chǎn）區、潔淨輔助間（包括人員淨化用室、物料淨化用室和部分生活用室等）、管（guǎn）理區（包括辦公、值班（bān）、管理和休息室等（děng））、設備區（包括淨化空調係統（tǒng）用房間、電氣用房、高純水和高純氣用房、冷熱設備用房等）。後三類（lèi）用房都（dōu）是（shì）為潔淨生產（chǎn）區服務的設（shè）施。

淨化工程垂直（zhí）單向流潔淨（jìng）室的標準

在水平流係統（tǒng）中,氣流（liú）是從一麵牆流向另一麵牆。在垂直（zhí）流係統中,氣流是從吊頂流向地（dì）麵。對要（yào）求潔（jié）淨室的（de）懸浮粒子濃度或微生物濃（nóng）度更低的場合,就使用單向（xiàng）氣流。

單（dān）向流（liú）潔淨室（shì）一般（bān）有兩種類型，即（jí）水平流和垂直流。在水平流係統中，氣流（liú）是從一麵牆流向另一麵牆。在垂（chuí）直流係統（tǒng）中，氣流（liú）是從（cóng）吊頂流向地（dì）麵。

對要求潔淨室的懸浮粒子濃度或微生（shēng）物濃度（dù）更低的場合，就使（shǐ）用單（dān）向氣流。以（yǐ）前（qián）稱這類潔淨室為“層流”潔淨室。單向流和層流的名稱均說明了其氣（qì）流的狀況：氣流以一個方向流動（dòng）（或是垂直的或（huò）是水平的），並以一（yī）般是0.3米/秒（miǎo）至0.5米/秒（60英尺/分鍾（zhōng）至100英尺/分鍾（zhōng））的均速流過整個空間。

淨化工程由滿布潔淨室吊頂（dǐng）的高效（xiào）過濾器向室內送風。氣流有（yǒu）如（rú）一個空氣活塞，向下流經室內，帶走汙染（rǎn）物，然後從地麵排出。又（yòu）在與（yǔ）外（wài）部的一些新鮮空氣混合後，再循環（huán）至高效過濾器。

人員和工藝所產生（shēng）的懸浮汙染可立即被這種（zhǒng）空氣清除掉，而（ér）紊流通風（fēng）係統采用（yòng）的（de）是（shì）混合（hé）與稀釋原理。

在一（yī）間沒有（yǒu）任何障礙物的（de）空房間，單向流用比前（qián）麵提到（dào）的低得多的風速，就（jiù）可以很快將汙染物清除。但在一個操作間（jiān），機器以及機（jī）器周圍走動的人員，會（huì）對氣流（liú）形成障礙。

障礙物可以使單向流變成紊流，從而在障礙物周圍形成（chéng）氣流團。人員的活動也可以使單向流變成紊流。在這些紊流中，由於風速較低，空氣（qì）稀釋（shì）程度較小，從而使（shǐ）得汙（wū）染濃度較高。

因此，必須將風速保持在0.3米/秒至0.5米/秒（60英尺/分鍾至100英尺/分鍾）的範圍裏，以（yǐ）便使中斷的單向流能快速恢（huī）複，充分稀釋障礙物周圍紊流區的汙染。

用風速可以正確地表示出（chū）單向流，因為風速越高（gāo）室內就越潔淨。而每小時換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向流。

單向流室內（nèi）的送風（fēng）量是紊流室的（de）很多倍（10到100倍）。所以這樣的（de）潔淨室的建造和運行費（fèi）用要高得多。

不同類型潔淨室原理整理：

1.單向流（層（céng）流）潔淨室原理

在潔淨室內，從送風口到回風（fēng）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的均勻流作用，全室斷麵上的流速比較均勻，而至少在工作區內流線單向平行，沒（méi）有渦流。這也就是單向流潔淨室的三大特點。這裏的流線單向平行，是指流（liú）線彼此平（píng）行，方向單一。

在單向流潔淨室內，幹淨氣流不是（shì）一股或幾股，而是（shì）充滿全室斷麵，所以這種（zhǒng）潔淨室不是靠潔淨氣流對室內髒空氣的摻混稀釋作用，而是靠潔淨氣流的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目的。所以前聯邦德國有人稱單向流（liú）潔淨室的氣流為（wéi）“活塞流”、“平推流”，前蘇聯稱之為“被擠壓的弱空氣射流”。幹淨空氣就（jiù）好比一個空氣活塞，沿（yán）著房間這個“汽缸”，向前（下）推進，而使塵粒（lì）隻能（néng）前（下（xià））進，沒（méi）有返回，把原有的含（hán）塵濃度高的空氣擠壓出房（fáng）間。

在單向（xiàng）流潔淨室及單向流淨化設備中（zhōng），可以發現隱蔽的和兩個過濾器搭接處下方的反向氣流。這種氣流將把下方的汙染物傳輸到上（shàng）部再送下（xià）來，破壞了上述“活塞流”的狀態，危害極大。對於（yú）和外界有開口相通的（de）局部淨化設備，如潔淨工作台，這種氣（qì）流將影響外界汙染氣流，在設計上一定要減（jiǎn）小過濾器邊框處所（suǒ）占的無效 麵積，更要設法使空間的壁麵盡量接近過濾器有效送風（fēng）截麵（miàn）。

通過以上分析（xī），可以認為保證單向流潔淨室特性（高潔淨（jìng）度（dù）和快速（sù）自淨恢複能力（lì））的先決條（tiáo）件有兩個：①來流的潔（jié）淨（jìng）度；②來流（liú）的活（huó）塞（sāi）流情況。

對（duì）於來流的潔淨度，對通過高效以上過濾器送風你的單向流潔淨室來說是不成問題的，而對於來流的“活塞流”情況，則需做進（jìn）一步分析。

根（gēn）據來（lái）流體力學原理，來流條件對優化的流（liú）動（dòng）狀況將產生直接影響，送風（fēng）麵出口氣（qì）流也就是工作區的來流。

來流（liú）的紊動性大，則將影響後麵的單向流特性；來流末充滿流（liú）動截麵，則將影響（xiǎng）是否能形成（chéng）“活塞流”和形成的快慢；而來流末充滿流動截麵也是來流（liú）紊動的一個因素。所以（yǐ），在采用高效過濾（lǜ）器的條件下，保證單向流潔（jié）淨室特性的必要條件是“活塞流”，而“活塞流（liú）”的必要條件則是來流充滿流動截麵。但是，對（duì）一間房間而不是一段管道來說，讓氣流從頭至尾完全充滿流動截麵也是不（bú）現（xiàn）實的（de）。

最（zuì）初，確實認為這種（zhǒng）單（dān）向平行的（de）氣流應該充滿整個潔淨室，但這在技術上（shàng）和經濟上都是不利（lì）的。隨著認識的發展（zhǎn），人們又指（zhǐ）出這種單向流隻（zhī）是“在有限的領域內全部空氣沿平行流線（xiàn）以勻速（sù）流動的意思”，並認為能極力抑製渦流的發（fā）生。全空間的（de）清潔空氣的單向流特性占支配地位房間，也稱為單向流潔淨室。這就是說不要求在整個房間都具有（yǒu）單向平行的流線，均勻的速（sù）度，沒有渦流，而（ér）是隻要求單向平行（háng）流特性（xìng）在這個（gè）房間中占支配地位。在整個工作區這一層空間保證了單向流，這個房間就是單向流潔淨室。

2.亂流潔淨室原理

潔淨室按其氣流狀態來區分，主要分為亂流（非單向流）潔淨室、單向流（liú）潔淨室和輻流潔淨室（也稱矢流潔淨室）。

亂流潔淨室的名稱是（shì）借用於日文，現在國際上則習慣稱這種潔淨室為非單向流潔淨室。

所謂亂流（liú）潔淨室，一般包括以下（xià）各種送風形式（shì）：

（1）高效過濾器頂送（有（yǒu）擴散板和無擴散板）；

（2）流線型散流器頂進；

（3）局部孔板頂（dǐng）送；

（4）側送：具有這種送風形式的潔淨室，如以雷諾數（指在（zài）流體運動中慣（guàn）性力對黏滯（zhì）力比值的無（wú）量鋼數Re=UL/ν。其中U為速度特征尺度,L為長度特征尺度，V為運動（dòng）學黏性係數）判斷，顯然屬於紊流流態，但是如果把它們稱為紊流潔淨室就不合適。氣流沿（yán）整個頂棚下送，室內氣流速度達到0.25m/s以上，這種室內的流動狀態也是紊（wěn）流，但在後麵就會搞清（qīng）楚，雖然這兩種送風方式都造成室內紊（wěn）流流態，但是就其淨化（huà）室內空氣的原理來說，卻是根本不同的，後者屬於單向流（liú）或平行流潔淨室的淨化原理。所以如果把前者稱為紊流潔淨室，則後者也應被包（bāo）含進去了（le）。

亂流潔淨室的主要特（tè）點是從來流到出流（從送風口到回風口）之（zhī）間氣流的（de）流通（tōng）截麵是變化的，潔淨室截麵比送風（fēng）口截（jié）麵大得多，因而（ér）不能（néng）在全室截（jié）麵或（huò）者在全室工作（zuò）區（qū）截麵形成勻速氣流。所以，送風口以後的流線彼此有很大或者越（yuè）來越大的夾角，曲率半徑很小（xiǎo），氣流在室內不可能以單一方向流動，將會彼此撞擊，將有回流、旋渦產生。這就決定亂流潔淨室的流態實質是突變流，非均勻流。

這比用紊流來描述亂流潔淨室更確切、更全麵。紊流主要取決於雷諾數（shù），也（yě）就是主要受流速的影響，但是（shì）如果采用一個高（gāo）效過濾器頂送的送風（fēng）形式，則即使流速極底，也要產生上述各種結果，這（zhè）就因（yīn）為它是一（yī）個突變流和非均勻流。因此這種情況（kuàng）下不僅有流層之間因紊流流動而發生的摻混，而（ér）且還有全室（shì）範圍內的大的回流（liú）、旋渦所（suǒ）發生的摻混。

亂（luàn）流潔淨室（shì）的作用原理是：當一股（gǔ）幹淨氣流（liú）從送風口送入室內時，迅速向四（sì）周擴散、混合，同時把差不多同樣數量的氣流從回（huí）風口排走，這股幹淨（jìng）氣流稀釋著室內（nèi）汙染的空氣，把原來含塵濃度很高的（de）室內空氣衝淡了，直至達到平衡。所以氣流擴散得（dé）越快，越均勻，稀釋的效果就越好，因此亂流（liú）潔淨室（shì）的原理就是稀（xī）釋作用。