潔凈室不均勻分布計算理論--不均勻分布的影響

潔凈室內微粒分布的不均勻性，不可避免的給按均勻分布理論計算含塵濃度的結果帶來偏差。一般來說，室內氣流和塵粒分布越不均勻，實測值和按均勻分布理論計算的值相差就越大。
現在講的不均勻分布，仍然假定發塵是均勻的、穩定的，只是塵粒的分布不均勻。即使是這種不均勻分布也不是指每一點的不均勻分布，而是指區域不均勻分布，就是有區域濃度差。后者更有實際意義。
1、氣流組織的影響（包括送風方式和風口位置）
不同的氣流組織對室內濃度場均勻程度是有影響的，但一般來說，現有的氣流組織方式在這方面的差別還不是很顯著的。實測結果的趨勢是，側送方式實測含塵濃度一般高于按均勻分布法的計算值，不過只有氣流分布不均勻，使稀釋效果減弱時，實測值才高于計算值。局部孔板、頂送和散流器等方式的實測值對于計算值的正負偏離都存在，這說明在均勻性上略優于側送。在全孔板方式中，實測值幾乎都低于計算值，說明均勻性可能更好。
風口位置的影響要明顯得多。例如頂部送風口，如果位置在靠近房間一側的頂棚上，送風風速再大一些，則造成室內氣流極不均勻，可能出現幾個渦流區，實測含塵濃度比計算值高得多。
2、送風口數量的影響
送風口數量不同對于氣流分布的均勻性也有顯著影響，下表就是根據實驗結果整理出來的。

 
從表中可見，在相同的過濾器和換氣次數條件下，送風口少時，平均室內含塵濃度要比按均勻分布法的計算值高，這是因為風口少，亂流成分大，渦流區大，均勻性差。風口多則平均含塵濃度逐漸比計算值低，這是因為渦流區小了，速度場因而較均勻，亂流度減小，而且由于風口多，氣流擠壓作用增加了。在同樣換氣次數下，增加風口就降低了風速，這對減少微粒在工作表面的沉積是有利的。
3、換氣次數的影響
換氣次數對室內氣流和濃度的均勻分布有較大影響，因為要使氣流和濃度達到均勻分布，必須有足夠的氣流量去沖淡稀釋，而且要使被沖淡稀釋的區域盡可能大，直到全室范圍。換氣次數少，不僅流量不足，而且風口數量也少，可能造成較大較多的渦流區，因此實測含塵濃度一般都大于計算值，因為實際上并未達到均勻稀釋的效果。不過當換氣次數在10次/h以上時，這種差別一般就不大。隨著換氣次數的增加，稀釋趨于均勻和達到全室的程度，實測值和計算值逐漸接近，大約在70次/h左右，兩者不相上下。繼續增大換氣次數，出現相反的情況，實測值一般低于計算值，這是因為不僅已達到充分均勻稀釋，而且由于風量的加大，風口數量必然增加，則氣流的擠壓作用加強，實際含塵濃度比只按均勻稀釋的還要低。總之，換氣次數的影響尤其表現在兩頭，即小換氣次數時，實測含塵濃度比計算值高，大換氣次數時，實測含塵濃度比計算值低。當然，這是一般的規律，不應絕對化。
4、送風口形式的影響
不同形式的送風口對亂流室有明顯影響。在下圖列出了幾種主要送風形式。
       

A型：普通擴散板風口，主要為直下氣流
B1型：有周邊水平出流的擴散板風口，主要為直下氣流和水平氣流
B2型：散流器風口，主要為斜流
C型：半球形風口，氣流為各向同性的輻流
通過實驗，得出以下幾點：
（1）各種風口自凈時間不同，以屬于推出氣流的C型最好，略優于均勻分布的理論值；屬于積極攪拌氣流的B型次之，和理論值接近；屬于普通氣流的A型最差，差于理論值，見下圖。
   
（2）室內發塵時，以C型的室內含塵濃度低。
（3）對于積極攪拌氣流的B型，由于誘導吸引等作用，可能使頭部發塵對工作臺上方有影響。
（4）對于普通的A型，對頭、足部分的擴散性能較好，但由于對室內端頭氣流弱并有上升氣流，發塵后室內各點容易出現高濃度。
（5）當有人經常走動等外來干擾時，不論哪種風口的作用差別都不大，而外來干擾較少時，C型風口顯示出優點。