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亂流潔淨室自淨(jìng)時間和汙染時間的(de)計算

更新(xīn)時間:2023-10-16  |  點(diǎn)擊率:5207

一(yī)、概念
潔淨室在其空(kōng)氣淨(jìng)化係統運(yùn)行之後,室內含(hán)塵濃度從一個較高的數值下降到(dào)穩定的值,所需的時間即為自淨時(shí)間,這個時間越短(duǎn)越好。如(rú)果因汙染而使室內含塵濃度由一個較低的穩定值(zhí)回升到較(jiào)高的穩(wěn)定值(zhí),所(suǒ)需(xū)的時間即為汙染時間。所不(bú)同(tóng)的是,如果(guǒ)是因停(tíng)機而造成汙(wū)染,其汙染(rǎn)時間越長越好,說(shuō)明係統和(hé)建築的(de)嚴密性好;如果是在潔(jié)淨(jìng)室運行之(zhī)中,由於增加了發塵源或發塵量,而使室內含塵濃度(dù)上升到一個新的穩定值,則所需的時間即是發塵汙染時間,越短越好,說明幹淨氣流能很快起到衝淡稀釋作用。下麵(miàn)要計算的是自淨時間和發塵汙染時間。停(tíng)機汙染時間由於受到係統(tǒng)和建(jiàn)築的影響,比較複雜,難於計(jì)算。
下圖是實際(jì)的開機自淨曲線和停機汙染曲線的例子。

   q52.png

高效空氣淨(jìng)化係統具有(yǒu)自淨時間和汙染時(shí)間(jiān)的概念,而中效空氣淨化係統室內(nèi)含塵濃度隨著室外大氣含(hán)塵濃度的變化而變化,因此無所謂自淨時間和汙染時間(jiān)。
二、自(zì)淨時間的計算
從亂流潔淨室(shì)含塵濃度的瞬時(shí)式可見,任意時刻的(de)含(hán)塵濃度Nt和時間t都是未知數,是不能直接求解自淨時間或汙染(rǎn)時間的。由下麵一個簡化的方法。

   
q53.png

對於高效空氣淨化係統的潔淨(jìng)室,ηr>0.999,同時對於s≤1的情況,[1-s(1-ηr)]≈1,所以上麵公式簡化為

     
q54.png

還可以進一步簡化,可以設Nt/N為比1稍大的數,可認為含塵濃(nóng)度已達到穩定。因而可得(dé)

    q46.png
所以(yǐ)
    q47.png


該式(shì)在單對數紙上將成為直線,如下圖。因(yīn)通常均有N0/N≥1,故取值時可略去1。

q49.png

為了求自淨時間,先要求出q50.png,N0是潔淨室原始含塵濃度,如果不(bú)是事先已知,則應加以確(què)定。實際情況表明,隻要開機(jī)前係統已經停止運行幾個小時,則(zé)不管什麽係(xì)統的潔淨室,最後N0將趨近於室外大氣含塵濃度(dù)M。從下表可以看出(chū),對於一般圍(wéi)護結構的潔(jié)淨室,N0約可達到(dào)M的(de)80%,因為N0差別不大,對於自淨時間的影響也(yě)不大,為了方便(biàn)計算,可以取N0=M。

     
q51.png

M的確定可按實際確定。
M是潔淨室穩定時含塵濃度,應根據要求或計算(suàn)確定,具(jù)體方法另討論。
根(gēn)據
q39.png由上圖(tú)求出nt,則 q40.pngt 的單位是min

下表列出了18例開機自淨時間的(de)計算值和實測值的對比(bǐ),可見兩者是較相近(jìn)的(de)。

    q41.png


下圖是根據國外的實驗數據繪出的,由(yóu)於是對同一個潔淨室改變換氣次數做的實驗(yàn),因此(cǐ)換氣次數和自淨時間的(de)關係更單一,更可(kě)信。
       
q31.png

現在計(jì)算一下關於開門入室帶入汙染(rǎn)而需的自淨(jìng)時間。
已知(zhī)因開門室內濃度比上(shàng)升(shēng)到

    q42.png要求(qiú)恢複到q43.png以內的自淨時間。

   
q44.png


如果潔淨室為1000級,n按60次/h計算,帶入上式(shì)得
   
q45.png

對於(yú)帶進的汙染不僅在於增加(jiā)含塵濃度而且帶走了異性顆粒,則自(zì)淨時(shí)間超過2min是不希望的,一般單向流的自淨時間不超過(guò)2min,所以希望以2min為限度。因(yīn)此上述結果說明進門的汙染(rǎn)是(shì)危險的,所以這種情況要設緩衝室。
從上述一係(xì)列計(jì)算可以看出,亂流潔(jié)淨室含塵濃度達到穩定狀態的時間是很短的,在停機後汙染及其嚴重的(de)條件下,即

    q32.png

在這種條件(jiàn)下,當換氣次數達20次/h,開機後自淨時間不超過(guò)1h;當換氣次數(shù)達30次/h,自(zì)淨時間不超過40min;當換氣次數達50次/h,開機後自淨時間不超過22min。但是這樣嚴重的汙(wū)染是極其罕見的。一般情況下

q33.png,則(zé)按以上換氣次數,自淨時間將不超過41min、28min、17min。過去由於沒有能夠係統普測,對亂流潔淨(jìng)室(shì)的效果(guǒ)估計不足的,因而不區分不同的室內原始含塵濃度和穩定濃度之比,不區分換(huàn)氣次數多少,而籠(lóng)統的提出亂流潔淨室自(zì)淨時間要1h,必須設值班風機的看法(fǎ)。現(xiàn)在從理論實踐兩(liǎng)方麵證明亂流潔淨室的開機自淨時間不長,這(zhè)就表明,除非停(tíng)機後工作(zuò)無法收藏,特別怕汙染以外,在一般情況下可以不設值班風機,隻要提前開機半小時就可以使潔淨室(shì)投入工作了。
三(sān)、發塵汙染時間的計算(suàn)
由於發塵汙染,汙染前的穩定濃度成為原始濃度(dù)N0,汙染後新的穩定濃度是N,所以
q50.png<1。這樣,公式
 q53.png
就可以改寫成
  q35.png
同樣可設q36.png為略小於1的數,認為此時含塵(chén)濃度已趨於穩定,於是上式可(kě)得

  q37.png
此式(shì)在單對數紙上也是直線,相當(dāng)於自淨時(shí)間那條線的延長,隻是橫坐標由
q38.png變為q29.png








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