在無塵車間中,設(shè)備尺寸對氣流的影響主要體現(xiàn)在 “阻擋氣流路徑” 和 “形成渦流死角”,進(jìn)而破壞單向流(層流)的穩(wěn)定性,影響潔凈度。因此,設(shè)備間距的設(shè)計(jì)核心是保證氣流順暢流動、避免33渦流、確保顆粒被有效帶走,具體需結(jié)合氣流方向(垂直 / 水平層流)、設(shè)備尺寸(高度、寬度、長度)及氣流參數(shù)綜合確定,以下是詳細(xì)設(shè)計(jì)邏輯和方法:
一、先明確百級無塵車間的氣流特性
無塵車間的核心是單向流(層流),氣流以均勻速度沿單一方向流動(垂直層流:從上到下;水平層流:沿水平方向),通過持續(xù)置換空氣帶走顆粒。設(shè)備間距需滿足 “不干擾層流路徑”,即氣流在設(shè)備周圍的流速、方向與主流保持一致(偏差≤20%),無明顯渦流。
二、垂直層流的設(shè)備間距設(shè)計(jì)
垂直層流中,氣流從天花板高效過濾器流出,垂直向下流經(jīng)工作區(qū),通過地面回風(fēng)口回流。設(shè)備的高度、頂部與天花板距離、橫向?qū)挾仁顷P(guān)鍵影響因素。
1、設(shè)備頂部與天花板的間距
若設(shè)備高度接近天花板,會直接阻擋上方氣流向下流動,導(dǎo)致設(shè)備頂部形成 “氣流陰影區(qū)”(死角)。要求:設(shè)備頂部與天花板的間距需≥300mm(常規(guī)值),若設(shè)備高度超過 2.5m(接近天花板高度,一般無塵車間凈高 3-4m),間距需放大至 500mm 以上,確保氣流能從設(shè)備頂部與天花板間隙順暢流過。例外:若設(shè)備為低矮設(shè)備(高度<1m),頂部與天花板間距可適當(dāng)減小,但需保證氣流在設(shè)備上方的流速≥主流速(0.25-0.5m/s)的 80%。
2、設(shè)備之間的橫向間距(垂直于氣流方向)
設(shè)備橫向間距過小,會導(dǎo)致氣流在設(shè)備間隙流速驟降,顆粒易沉積;間距過大則浪費(fèi)空間。核心原則:確保氣流在設(shè)備間隙的流速≥主流速的 80%,避免流速過低導(dǎo)致顆粒沉積。經(jīng)驗(yàn)值:間距≥設(shè)備最大橫向?qū)挾鹊?1/2(如設(shè)備寬 1m,間距≥500mm);若設(shè)備為不規(guī)則形狀(如帶凸起部件),需以 “最寬處” 計(jì)算。
3、設(shè)備與墻面 / 回風(fēng)口的間距
設(shè)備與墻面:墻面易積累灰塵,設(shè)備離墻過近會導(dǎo)致間隙過小,氣流無法沖刷墻面與設(shè)備之間的區(qū)域,形成死角。建議間距≥500mm(最小不小于 300mm)。設(shè)備與回風(fēng)口:設(shè)備若靠近回風(fēng)口,可能阻擋氣流回流,導(dǎo)致局部氣壓失衡。建議設(shè)備邊緣距回風(fēng)口≥1000mm,確保回風(fēng)流不受阻。
三、水平層流(氣流沿水平方向)的設(shè)備間距設(shè)計(jì)
水平層流中,氣流沿水平方向流動(如從左側(cè)墻→右側(cè)墻),通過對側(cè)回風(fēng)口回流。設(shè)備的沿氣流方向長度、寬度、高度是關(guān)鍵,需避免阻擋水平氣流路徑。
1、設(shè)備沿氣流方向的間距(縱向間距)
沿氣流方向,前一臺設(shè)備的尾部與后一臺設(shè)備的頭部間距過小,會導(dǎo)致氣流在設(shè)備之間 “繞流”,形成渦流。核心原則:確保氣流能 “直線穿過” 設(shè)備間隙,無明顯繞流。經(jīng)驗(yàn)值:間距≥設(shè)備沿氣流方向長度的 1/3(如設(shè)備沿氣流方向長 3m,間距≥1m);若設(shè)備表面不規(guī)則(如帶突出管道),需按 “最長突出部分” 額外增加 50-100mm。
2、設(shè)備垂直于氣流方向的間距(橫向間距)
橫向間距需保證水平氣流能覆蓋設(shè)備兩側(cè),避免設(shè)備側(cè)面形成死角。建議:間距≥設(shè)備垂直于氣流方向?qū)挾鹊?1/2(如設(shè)備寬 2m,間距≥1m),同時(shí)需確保氣流在橫向間隙的流速≥主流速的 70%(因水平層流邊緣流速略低于中心)。
3、設(shè)備高度限制
水平層流的有效氣流層高度通常為 2-3m(從地面向上),若設(shè)備高度超過此范圍,會 “切割” 氣流層,導(dǎo)致上方氣流無法到達(dá)下方,形成上下層氣流紊亂。要求:設(shè)備高度≤水平氣流層高度(通常≤2.5m);若需放置超高層設(shè)備(如 3m 以上),需在設(shè)備頂部預(yù)留≥500mm 的氣流通道(需配合 CFD 模擬驗(yàn)證)。
四、特殊設(shè)備的間距調(diào)整
1、發(fā)熱設(shè)備(如烤箱、電機(jī))
發(fā)熱會導(dǎo)致局部熱氣流上升(垂直層流)或橫向偏移(水平層流),干擾層流穩(wěn)定性。調(diào)整:間距需比常規(guī)值增加 20%-30%(如常規(guī)間距 500mm,發(fā)熱設(shè)備需 600-650mm),同時(shí)確保設(shè)備與回風(fēng)口距離≥1500mm,加速散熱氣流排出。
2、產(chǎn)塵設(shè)備(如切割、研磨設(shè)備)
產(chǎn)塵設(shè)備需通過氣流快速帶走顆粒,避免顆粒擴(kuò)散。調(diào)整:設(shè)備周圍間距需放大至常規(guī)值的 1.5 倍,且沿氣流方向(垂直層流中為下方,水平層流中為下游)需預(yù)留 “緩沖帶”(≥1000mm),確保顆粒被氣流帶走,不擴(kuò)散至其他區(qū)域。

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