乱流洁净室原理

  当一股干净气流从送风口送入室内时，迅速向四周扩散、混合，同时把差不多同样数量的气流从回风口排走，这股干净气流稀释着室内污染的空气，把原来含尘浓度很高的室内空气冲淡了，一直达到平衡。所以气流扩散得越快，越均匀，稀释的效果就越好。所以乱流洁净室的原理就是稀释作用，图2比较形象地显示出这一一般情况。

根据乱流洁净室作用原理，如果希望获得全室的较低含尘浓度，而不仅是在送风口下方有较低浓度，那么就要求干净空气从风口送出之后能充分发挥其稀释作用，在下到工作区之前能使更大的范围得到稀释。因而这种风口对气流要有足够的扩散作用。如果像图3那样，送风速度较大，扩散角很小，则一部分干净空气就可能直接从回风口排出，而不参加对室内其他区域的稀释作用。一个高效过滤器送风口，气流扩散角只有十几度（图4和图5),加了厚度约65mm的多孔扩散板以后，据国外的实验气流可扩散到45°甚至更大的区域，见图6, 因而出口速度场比无扩散板风口均匀。

根据原四机部第十设计院的实验，采用带不等径开孔扩散板的高效过滤器风口，在相同换气次数下，洁净室工作区平均含尘浓度和回风口浓度之比，比不带这种扩散板时降低20%, 这说明带这种扩散板的风口可以使全室进行更好的稀释，使含尘浓度更趋均匀，因而平均浓度更低。由于这种扩散板是不等径开孔，加工当然也麻烦一些，所以和等孔径扩散板相比至今应用甚少。

   但是扩散板风口四边外面的气流速度由于孔眼的衰减作用而较小，因此在两风口之间的顶棚下方仍易出现气流停滞区，不利于混掺稀释作用的发挥。于是出现了如图7所示的风口：除正下方为孔眼外，四边为条缝形，并使边上风速比中间风速大3倍以上，目的是使干净气流能达到洁净室的边、角，并消除上述的气流停滞区。

  为了迅速有效地排除室内尘粒，回风口应设在室的下部，以使气流方向和尘粒沉降方向一致。因为尘粒的跟随速度和气流速度相差很小，所以当气流方向和尘粒沉降方向一致时，尘粒可以较顺利地被排向回风口。所以，在洁净室内一般都用上送下回方式，这是洁净室原理的一个基本原则。

  下部回风口上缘离地面不应太高。因为工作区可从离地面0. 7m开始，回风口上缘应低于此值一定量，最少在0. 2m以上较安全，否则，除工作台自身台面之上的气流外，他处气流也将从台面上流过，带来他处的污染。

  回风口如在上部，即设计成上送上回方式，则至少出现下面三种情况：

（1） 在一定高度（例如呼吸带）上5µm大微粒较多，往往以0.5µm衡量达到标准，而以5µm衡量则达不到标准。

（2）如果是局部 5 级的场合，则工作区的风速往往很小，很难达到标准。

（3）自净时间较长，实测表明可以长出 1 倍。

  所以，上送上回方式虽然在某些空态测定中可能达到设计洁净度级别，但在动态时很不利于排除污染，所以是不宜推荐的方式，这是因为：

(1) 上送上回容易形成某一高度上某一区域气流趋向停滞，当微粒的上升力和重力相抵时，易使大微粒（主要是5µm微粒）停留在某一空间区域，所以不利于排除尘粒和保证工作区风速（对于局部百级）。

(2) 容易造成气流短路，使一部分洁净气流和新风不能参与全室的作用，因而降低了洁净效果和卫生效果。

(3) 容易使污染微粒在上升排出过程中污染其经过的操作点。世界卫生组织(WHO)在其GMP的17. 25条就指出，＂洁净区的气流方式应论证，不得存在污染危险，例如应确保人体、生产操作或机器所产生的尘粒不散布到产品的高危险区”，而上送上回则存在这种危险。在洁净走廊由于没有操作点，如用上回则一般不存在这种危险；在特殊场合如下部不能设风口或有遭损坏可能，采用上送上回方式是可以允许的。