洁净室不均匀分布计算理论--不均匀分布的影响

洁净室内微粒分布的不均匀性，不可避免的给按均匀分布理论计算含尘浓度的结果带来偏差。一般来说，室内气流和尘粒分布越不均匀，实测值和按均匀分布理论计算的值相差就越大。
现在讲的不均匀分布，仍然假定发尘是均匀的、稳定的，只是尘粒的分布不均匀。即使是这种不均匀分布也不是指每一点的不均匀分布，而是指区域不均匀分布，就是有区域浓度差。后者更有实际意义。
1、气流组织的影响（包括送风方式和风口位置）
不同的气流组织对室内浓度场均匀程度是有影响的，但一般来说，现有的气流组织方式在这方面的差别还不是很显著的。实测结果的趋势是，侧送方式实测含尘浓度一般高于按均匀分布法的计算值，不过只有气流分布不均匀，使稀释效果减弱时，实测值才高于计算值。局部孔板、顶送和散流器等方式的实测值对于计算值的正负偏离都存在，这说明在均匀性上略优于侧送。在全孔板方式中，实测值几乎都低于计算值，说明均匀性可能更好。
风口位置的影响要明显得多。例如顶部送风口，如果位置在靠近房间一侧的顶棚上，送风风速再大一些，则造成室内气流极不均匀，可能出现几个涡流区，实测含尘浓度比计算值高得多。
2、送风口数量的影响
送风口数量不同对于气流分布的均匀性也有显著影响，下表就是根据实验结果整理出来的。

 
从表中可见，在相同的过滤器和换气次数条件下，送风口少时，平均室内含尘浓度要比按均匀分布法的计算值高，这是因为风口少，乱流成分大，涡流区大，均匀性差。风口多则平均含尘浓度逐渐比计算值低，这是因为涡流区小了，速度场因而较均匀，乱流度减小，而且由于风口多，气流挤压作用增加了。在同样换气次数下，增加风口就降低了风速，这对减少微粒在工作表面的沉积是有利的。
3、换气次数的影响
换气次数对室内气流和浓度的均匀分布有较大影响，因为要使气流和浓度达到均匀分布，必须有足够的气流量去冲淡稀释，而且要使被冲淡稀释的区域尽可能大，直到全室范围。换气次数少，不仅流量不足，而且风口数量也少，可能造成较大较多的涡流区，因此实测含尘浓度一般都大于计算值，因为实际上并未达到均匀稀释的效果。不过当换气次数在10次/h以上时，这种差别一般就不大。随着换气次数的增加，稀释趋于均匀和达到全室的程度，实测值和计算值逐渐接近，大约在70次/h左右，两者不相上下。继续增大换气次数，出现相反的情况，实测值一般低于计算值，这是因为不仅已达到充分均匀稀释，而且由于风量的加大，风口数量必然增加，则气流的挤压作用加强，实际含尘浓度比只按均匀稀释的还要低。总之，换气次数的影响尤其表现在两头，即小换气次数时，实测含尘浓度比计算值高，大换气次数时，实测含尘浓度比计算值低。当然，这是一般的规律，不应绝对化。
4、送风口形式的影响
不同形式的送风口对乱流室有明显影响。在下图列出了几种主要送风形式。
       

A型：普通扩散板风口，主要为直下气流
B1型：有周边水平出流的扩散板风口，主要为直下气流和水平气流
B2型：散流器风口，主要为斜流
C型：半球形风口，气流为各向同性的辐流
通过实验，得出以下几点：
（1）各种风口自净时间不同，以属于推出气流的C型最好，略优于均匀分布的理论值；属于积极搅拌气流的B型次之，和理论值接近；属于普通气流的A型最差，差于理论值，见下图。
   
（2）室内发尘时，以C型的室内含尘浓度低。
（3）对于积极搅拌气流的B型，由于诱导吸引等作用，可能使头部发尘对工作台上方有影响。
（4）对于普通的A型，对头、足部分的扩散性能较好，但由于对室内端头气流弱并有上升气流，发尘后室内各点容易出现高浓度。
（5）当有人经常走动等外来干扰时，不论哪种风口的作用差别都不大，而外来干扰较少时，C型风口显示出优点。