CFD技术助力洁净室气流优化新突破

CFD技术助力洁净室气流优化新突破

引用

中国知网

等

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来源

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https://wap.cnki.net/touch/web/Journal/Article/ZLZZ202406006.html

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https://xueshu.baidu.com/usercenter/paper/show?paperid=3b81ce15d1cfa4cb4c6a83b093d15817

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https://www.sohu.com/a/856148051_122036581

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https://m.renrendoc.com/paper/300053471.html

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https://www.ffufan.com/zh-CN/optimization-suggestions-for-ffu-system-s-airflow-control.html

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https://www.clabso.com/NewsTag/cfd%E4%BB%BF%E7%9C%9F%E5%9C%A8%E6%B4%81%E5%87%80%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E4%B8%AD%E7%9A%84%E5%BA%94%E7%94%A8

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http://m.cipm-expo.com/ol/tech_view.php?id=293

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https://www.cleanrooms-china.com/Industry_new.asp?id=3436

洁净室作为医药、精密机械、半导体等高精尖行业不可或缺的生产环境，其气流组织的优化设计至关重要。近年来，计算流体动力学（CFD）技术在洁净室气流优化中的应用日益广泛，不仅提高了洁净室的环境质量，还实现了显著的节能效果。

以某电子元器件生产洁净室为例，该洁净室要求达到万级（class7）洁净度标准。通过CFD模拟技术，工程师们对气流组织进行了精细优化。

该洁净室尺寸为21mx19.4mx2.5m，顶部布置30个高效送风口，两侧底部设置16个回风口。通过CFD模拟，可以清晰地观察到整个洁净室内的气流分布情况。

从图中可以看出，通过合理布置送风口和回风口，整个洁净室内的气流分布均匀，几乎没有流动死角。特别是在工作面高度（800mm-1000mm）范围内，气流组织非常理想，确保了所有尘埃粒子都能随着气流从回风口进入净化系统。

在满足洁净度要求的前提下，如何实现节能降耗是洁净室设计中的重要课题。研究表明，通过CFD技术可以实现更合理的气流组织设计，从而减少不必要的能源消耗。

例如，在某药品生产车间的微生物限度室改造项目中，通过CFD模拟发现，适当增加污染源上方的送风口数量，可以提高空调净化效果。在保持相同换气次数的情况下，将污染源上方的送风口数量从1个增加到3个后，可以考虑减少5次换气次数，同时仍能满足工艺需求。这种优化设计使得组装式空调机组的表冷段制冷量及再加热段耗热量都与减少的送风量成正比，实现了显著的节能效果。

随着科技的进步，洁净室技术也在不断创新。在洁净手术室领域，研究人员正在探索带气幕的设计方案。通过CFD模拟分析气流组织结构，可以确定最佳气流组织布局方式。实验测试表明，这种设计能够有效扩大主流区，提高手术室的洁净度水平。

在过滤单元（FFU）系统方面，智能化控制和模块化设计成为新的发展趋势。通过集成智能控制系统，可以实现对气流速率、温度、湿度和颗粒浓度的实时监控和调整。模块化设计则使得系统维护和升级更加便捷，可以根据实际需求灵活配置过滤器和风机单元。

此外，采用HEPA（高效空气过滤器）或ULPA（超低渗透空气过滤器）等高级过滤器，可以实现更高的过滤效率。HEPA过滤器能捕获至少99.97%的0.3微米颗粒，而ULPA过滤器的效率更高，能捕获99.999%的0.12微米颗粒。

随着CFD技术的不断发展和智能控制系统的普及，洁净室的设计和运行将更加高效和节能。未来，我们有望看到更多创新技术应用于洁净室领域，为各行各业提供更优质的生产环境。

同时，随着环保意识的增强，如何在保证洁净度的同时实现更低的能耗，将是洁净室技术发展的重要方向。CFD技术与智能控制的结合，将为这一目标的实现提供强有力的技术支持。