洁净室内气体流场分析及优化设计【开题报告】

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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

2、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，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

3、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t>0.1μm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

4、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

5、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，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

6、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，

7、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

8、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，1