潔凈室內(nèi)氣體流場分析及優(yōu)化設(shè)計【開題報告】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文開題報告</b></p><p><b>　　建筑環(huán)境與設(shè)備工程</b></p><p>　　潔凈室內(nèi)氣體流場分析及優(yōu)化設(shè)計 </p><p>　　一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義</p><p><b>　　1、選題依據(jù)</b

2、></p><p>　　隨著計算機、信息技術(shù)的發(fā)展，電子工業(yè)的發(fā)展已成為世界技術(shù)進步的主要支柱。所以潔凈室設(shè)計是潔凈技術(shù)的重要組成部分，潔凈室(區(qū))是指空氣懸浮粒子濃度，房間(空間)空調(diào)的設(shè)計要盡可能減少室內(nèi)</p><p>　　引入、產(chǎn)生和滯留粒子等，房間(空間)內(nèi)其他相關(guān)參數(shù)如溫度、風(fēng)速和壓力按要求控制?？紤]到試驗的費用、時間及實驗研究難以對多種參數(shù)變化進行分析，采用計算流體力學(xué)

3、即CFD進行數(shù)值模擬就成為優(yōu)先選用的方法。采用CFD可以相當(dāng)準(zhǔn)確地給出流體流動的細(xì)節(jié)，從而經(jīng)過對流場的分析，發(fā)現(xiàn)工程設(shè)計中的問題。設(shè)計合理的氣流組織結(jié)構(gòu)，室內(nèi)空氣品質(zhì)不但能滿足功能要求，同時又降低了空調(diào)系統(tǒng)能耗。</p><p><b>　　2、選題意義</b></p><p>　　在暖通空調(diào)工程設(shè)計中，人們都希望在規(guī)劃設(shè)計階段就能詳細(xì)了解建筑物室內(nèi)空氣流速、溫度、污

4、染物濃度等的分布，從而制定出最佳的通風(fēng)設(shè)計。采用CFD可以相當(dāng)準(zhǔn)確地給出流體流動的細(xì)節(jié)，從而經(jīng)過對流場的分析，設(shè)計合理的氣流組織結(jié)構(gòu)，使室內(nèi)空氣品質(zhì)不但能滿足功能要求，同時又降低了空調(diào)系統(tǒng)能耗。</p><p>　　3、國內(nèi)外的研究動態(tài)</p><p>　　3.1 潔凈技術(shù)在國外的發(fā)展</p><p>　　20世紀(jì)60年代，工業(yè)潔凈室在美國得到了廣泛應(yīng)用。從20世紀(jì)

5、70年代開始，美國等發(fā)達(dá)國家大規(guī)模地把以控制空氣中塵粒為目的的工業(yè)潔凈室引入到防止空氣中微生物污染的領(lǐng)域，產(chǎn)生了以控制空氣中的塵粒、微生物污染為目的的生物潔凈室，在醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、化妝品工業(yè)和醫(yī)院得到了廣泛應(yīng)用。</p><p>　　20世紀(jì)80年代大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，極大促進了潔凈技術(shù)的發(fā)展。超高效空氣過濾器問世，可將粒徑t>0.1μm的微粒去除到規(guī)定范圍。根據(jù)大規(guī)模、超大規(guī)模

6、集成電路生產(chǎn)的需要，高純氣體、高純水和高純試劑的生產(chǎn)技術(shù)也得到較大發(fā)展，從而使?jié)崈艏夹g(shù)得以高速發(fā)展。</p><p>　　20世紀(jì)90年代以來，超大規(guī)模集成電路每隔兩年其關(guān)鍵技術(shù)就有一次飛躍，繼承度每3年翻4倍。集成電路不斷隨集成度的加大而縮小其特征尺寸，隨之對潔凈室設(shè)計中控制粒子的粒徑也日益縮小，對粒子數(shù)也需進一步控制，即對潔凈環(huán)境的空氣潔凈度等級有更高要求。同時，對環(huán)境的化學(xué)污染控制的要求也十分嚴(yán)格。產(chǎn)生了對

7、分子態(tài)化學(xué)污染物質(zhì)的控制要求，目前主要有淋水室處理新風(fēng)和采用化學(xué)污染過濾器等手段。</p><p>　　3.2 我國潔凈技術(shù)的發(fā)展</p><p>　　我國的潔凈室技術(shù)開始于20世紀(jì)60年代初，基本參照前蘇聯(lián)專家的指導(dǎo)做設(shè)計，第一個潔凈室由原四機部第十設(shè)計院(現(xiàn)中國電子工程設(shè)計院)設(shè)計，70年代隨著半導(dǎo)體集成電路的技術(shù)發(fā)展規(guī)律，我國潔凈室設(shè)計技術(shù)又向前邁了一大步，設(shè)計出垂直層流、水平層流和

8、亂流三種型式的潔凈室，1973年，研制成功100級單向流潔凈室。</p><p>　　80年代隨著改革開放，我國與國外技術(shù)先進國家加強了聯(lián)系，潔凈技術(shù)得到了更大發(fā)展，建成了一批5級(100級)、6級(1000級)的潔凈室，1985年完成了我國第一個隧道式潔凈室的設(shè)計。</p><p>　　進入90年代，大量國外先進技術(shù)的引入，極大促進了潔凈技術(shù)的發(fā)展；另一方面，大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成

9、電路的飛速發(fā)展，也對潔凈技術(shù)提出了更高的要求，不但溫度、相對濕度、防微振、紡靜電等要求控制在非常嚴(yán)格的范圍中，而且對空氣凈化的控制范圍已從塵粒發(fā)展到分子污染、化學(xué)污染，還要求提供純度、雜質(zhì)含量要求非常嚴(yán)格的超純水、超純氣體等。</p><p>　　在暖通空調(diào)領(lǐng)域采用CFD方法對室內(nèi)環(huán)境進行數(shù)值模擬，國內(nèi)早在80年代就己經(jīng)開始了這方面的研究，在研究和應(yīng)用中解決了許多尚待解決的問題。近年來，伴隨著建筑功能多樣化、大型

10、化、以及空調(diào)通風(fēng)房間的氣流組織形式多樣化，逐漸受到人們的青睞。</p><p>　　我國暖通空調(diào)行業(yè)對CFD的應(yīng)用研究開展了大量的工作，研究范圍從室內(nèi)空氣分布、溫度分布、濃度分布，逐漸擴展到室外及建筑小區(qū)繞流乃至大氣擴散問題，并取得的許多重要成果。</p><p>　　二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題：</p><p>　　潔凈室內(nèi)氣體流場分析及優(yōu)化設(shè)計，本設(shè)計

11、為6m×4.8m×3.2m的模擬潔凈室，潔凈室中間擺放一張3m×1.6m×1.2m的實驗操作臺。</p><p>　　1、有無操作臺時從不同進風(fēng)口位置對潔凈室進行優(yōu)化</p><p>　　2、有操作臺時從不同吹風(fēng)口大小對潔凈室進行優(yōu)化</p><p>　　三、研究步驟、方法及措施：</p><p>　　

12、先對潔凈室建立GAMBIT網(wǎng)格；通過建立的網(wǎng)格，用FLUENT進行模擬，得出溫度場、速度場、壓力場等一些模擬數(shù)據(jù)；通過得到的數(shù)據(jù)結(jié)果，通過對比，得到對潔凈室既節(jié)能又高效，符合潔凈要求的設(shè)計。</p><p><b>　　四、參考文獻</b></p><p>　　[1] 許鐘麟，潔凈室設(shè)計[M]．北京：地震出版社，1994.</p><p>　　

13、[2] 陳霖新等編著．潔凈廠房的設(shè)計與施工[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.</p><p>　　[3] 韓占忠，王敬，蘭小平．FLUENT流體工程仿真計算實例與應(yīng)用[M]．北京：北京理工大學(xué)出版社，2004.6.</p><p>　　[4] 吳江航，韓慶書．計算流體力學(xué)的理論、方法及應(yīng)用[M]．北京：科學(xué)出版社，1988.</p><p>　　[5] 王瑞金

14、，張凱等．Fluent技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用實例[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2007.</p><p>　　[6] 江帆，黃鵬．Fluent高級應(yīng)用與實例分析[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2008.</p><p>　　[7] 龔光彩．CFD技術(shù)在暖通空調(diào)制冷工程中的應(yīng)用[J]．暖通空調(diào)，1999,29(6).</p><p>　　[8] 李勇祁．裝配式氣調(diào)庫濃度分布及C

15、AD 研究[D]．上海水產(chǎn)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2001.6.</p><p>　　[9] 趙彬．室內(nèi)空氣流動數(shù)值模擬的風(fēng)口模型研究及應(yīng)用[D]．北京：清華大學(xué)出版社，2003.</p><p>　　[10] 鄒越等．室內(nèi)空氣污染與建筑通風(fēng)[J]．北京建筑工程學(xué)院學(xué)報，V01．18，Nol，Mar．2002</p><p>　　[11] 曹建偉．置換通風(fēng)空調(diào)室內(nèi)空氣品質(zhì)

16、的數(shù)值模擬研究[D]．北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007.</p><p>　　[12] 薛殿華．空氣調(diào)節(jié)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，1991.</p><p>　　[13] 余炳豐，葛軍，王志剛，邢濤等．冷凍箱內(nèi)溫度場、速度場的模擬計算[J]．制冷學(xué)報，1997，1：51-57.</p><p>　　[14] Srebric Jelena，Chen QingYa