洁净室内气体流场分析及优化设计【开题报告】.doc

1、 毕业论文开题报告 建筑环境与设备工程 洁净室内气体流场分析及优化设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 1、选题依据 随着计算机、信息技术的发展，电子工业的发展已成为世界技术进步的主要支柱。所以洁净室设计是洁净技术的重要组成部分，洁净室 (区 )是指空气悬浮粒子浓度，房间 (空间 )空调的设计要尽可能减少室内 引入、产生和滞留粒子等，房间 (空间 )内其他相关参数如温度、风速和压力按要求控制。考虑到试验的费用、时间及实验研究难以对多种参数变化进行分析，采用 计算流体力学即 CFD进行数值模拟就成为优先选 用的方法。采用 CFD可以相当准确地给出流体流动的细节，从而经过对流场

2、的分析，发现工程设计中的问 题。设计合理的气流组织结构，室内空气品质不但能满足功能要求，同时又降低了空调系统能耗。 2、选题意义 在暖通空调工程设计中，人们都希望在规划设计阶段就能详细了解建筑物室内空气流速、温度、污染物浓度等的分布，从而制定出最佳的通风设计。 采用 CFD可以相当准确地给出流体流动的细节，从而经过对流场的分析， 设计合理的气流组织结构，使室内空气品质不但能满足功能要求，同时又降低了空调系统能耗。 3、国内外的研究动态 3.1 洁净 技术在国外的发展 20世纪 60年代，工业洁净室在美国得到了广泛应用。从 20世纪 70年代开始，美国等发达国家大规模地把以控制空气中尘粒为目的的

3、工业洁净室引入到防止空气中微生物污染的领域，产生了以控制空气中的尘粒、微生物污染为 目的的生物洁净室，在医药工业、食品工业、化妆品工业和医院得到了广泛应 用。 20世纪 80年代大规模集成电路和超大规模集成电路的迅速发展，极大促进了洁净技术的发展。超高效空气过滤器问世，可将粒径 t0.1 m的微粒去除到规定范围。根据大规模、超大规模集成电路生产的需要，高纯气体、高纯水和高纯试 剂的生产技术也得到较大发展，从而使洁净技术得以高速发展。 20世纪 90年代以来，超大规模集成电路每隔两年其关键技术就有一次飞跃，继承度每 3年翻 4倍。集成电路不断随集成度的加大而缩小其特征尺寸， 随之对洁净室设计中控

4、制粒子的粒径也日益缩小，对粒子数也需进一步控制， 即对洁净环境的空气洁净度等级有更高要求。同时，对环境的化学污染控制的要求也十分严格。产生了对分子态化学污染物质的控制要求，目前主要有淋水室处理新风和采用化学污染过滤器等手段。 3.2 我国洁净技术的发展 我国的洁净室技术开始于 20世纪 60年代初，基本参 照前苏联专家的指导 做设计，第一个洁净室由原四机部第十设计院 (现中国电子工程设计院 )设计， 70年代随着半导体集成电路的技术发展规律，我国洁净室设计技术又 向前迈了一大步，设计出垂直层流、水平层流和乱流三种型式的洁净室， 1973年，研制成功 100级单向流洁净室。 80年代随着改革开放

5、，我国与国外技术先进国家加强了联系，洁净技术得到了更大发展，建成了一批 5级 (100级 )、 6级 (1000级 )的洁净室， 1985年完成了我国第一个隧道式洁净室的设计。 进入 90年代，大量国外先进技术的引入，极大促进了洁净技术的发展； 另一方 面，大规模集成电路和超大规模集成电路的飞速发展，也对洁净技术提 出了更高的要求，不但温度、相对湿度、防微振、纺静电等要求控制在非常严格的范围中，而且对空气净化的控制范围已从尘粒发展到分子污染、化学污染，还要求提供纯度、杂质含量要求非常严格的超纯水、超纯气体等。 在暖通空调领域采用 CFD方法对室内环境进行数值模拟，国内早在 80年代就己经开始了

6、这方面的研究，在研究和应用中解决了许多尚待解决的问题。 近年来，伴随着建筑功能多样化、大型化、以及空调通风房间的气流组织形式 多样化，逐渐受到人们的青睐。 我国暖通空调行业对 CFD的应用研究开展了大量的工作，研究范围从室内空气分布、温度分布、浓度分布，逐渐扩展到室外及建筑小区绕流乃至大气扩散问题，并取得的许多重要成果。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 洁净室内气体流场分析及优化设计，本设计为 6m 4.8m 3.2m的模拟洁净室，洁净室中间摆放一张 3m 1.6m 1.2m的实验操作台。 1、有无操作台时从不同进风口位置对洁净室进行优化 2、有操作台时从不同吹风口大小对洁净室进行优化

7、 三、研究步骤、方法及措施： 先对洁净室建立 GAMBIT网格；通过建立的网格，用 FLUENT进 行模拟，得出温度场、速度场、压力场等一些模拟数据；通过得到的数据结果，通过对比，得到对洁净室既节能又高效，符合洁净要求的设计。 四、参考文献 1 许钟麟，洁净室设计 M北京：地震出版社， 1994. 2 陈霖新等编著洁净厂房的设计与施工 M北京：化学工业出版社， 2003. 3 韩占忠，王敬，兰小平 FLUENT 流体工程仿真计算实例与应用 M北京：北京理工大学出版社， 2004.6. 4 吴江航，韩庆书计算流体力学的理论、方法及应用 M北京：科学出版社， 1988. 5 王瑞 金，张凯等 Fl

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