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當(dāng)前位置:蘇州長留凈化科技有限公司>>技術(shù)文章>>潔凈室控制的幾個(gè)熱點(diǎn)問題(1)--氣流速度
二 . 氣流速度
2.1 有關(guān)推薦或參考值的應(yīng)用
潔凈室內(nèi)一定潔凈度下氣流速度的確定,,隨潔凈室用途等具體情況而異,它不僅受室內(nèi)發(fā)塵量及過濾器效率還受其他因素影響,,就工業(yè)潔凈室而言,,影響潔凈度及選擇氣流速度的因素主要是:
(1) 室內(nèi)污染源:建筑物組件、人員數(shù)量及操作活動,、工藝設(shè)備,、工藝材料及工藝加工本身等都是塵粒釋放源,根據(jù)具體情況而異,,變化很大,;
(2) 室內(nèi)氣流流型及分布:單向流要求均勻、平等的流線,,但會受到工藝設(shè)備布置和位置變動及人員活動情況等的干擾形成局部渦流,;而非單向流要求充混合,,避免死角及溫度分層;
(3) 自凈時(shí)間(恢復(fù)時(shí)間)的控制要求:潔凈室中事故釋放或帶入污染物或空氣氣流的中斷或正常操作時(shí)的間歇性對流氣流或人及設(shè)備的移動等都會造成潔凈度的惡化,,恢復(fù)到原來潔凈度的自凈時(shí)間決定于氣流速度,;對自凈時(shí)間的控制要求取決于此時(shí)間框架內(nèi)(惡化的潔凈度下),對產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量及成品率影響的承受能力,;
(4) 末級過濾器的效率:在一定的室內(nèi)發(fā)塵量下,可采用較率的過濾器以降低氣流速度,;為節(jié)能應(yīng)考慮采用較率的過濾器,,并降低氣流速度,或采用較低效率的過濾器并采用較高的氣流速度,,以求流量與阻力的乘積zui?。?nbsp;
(5) 經(jīng)濟(jì)性考慮:過大的氣流速度造成投資及運(yùn)行費(fèi)用的增加,,合適的氣流速度為以上諸因素合理的綜合,,過大往往不必要,亦不一定有效果,;
(6) 對潔凈度要求低的潔凈室,,有時(shí)換氣次數(shù)決定于室內(nèi)排熱的要求。
以上因素,,皆很難量化,,只能分析對比并估計(jì)。因此在工程應(yīng)用中,,對潔凈室的氣流速度往往參照有關(guān)規(guī)范,、導(dǎo)則等的推薦或參考值,再按具體情況估計(jì)以上各影響因素進(jìn)行綜合考慮后確定,。
氣流速度用于單向流潔凈室,;非單向流潔凈室宜用換氣次數(shù),因?yàn)槠錃饬魉俣入y于測準(zhǔn),;亦有用末級過濾滿布率來反映的,,可用于各種氣流流型的潔凈室,一般滿布率* 相對于流速 0.5m/s ( 100fpm ),, 25% 相對于 0.125m/s ( 25fpm ),。當(dāng)前有關(guān)規(guī)范、導(dǎo)則等的推薦或參考值見表 1 ,。
注: 1 ,、 ISO14644-4 對于氣流速度 / 換氣次數(shù)是明確作為參考資料的,表中所列僅適用于微電子及 IC 工廠,;對制藥廠只列 ISO5 級氣流速度 >0.2m/s ,,對ISO6 ~ 8 級皆未列出參考值,。
2 、( M )指混合流,, N 指非單向流,; * 指對污染源已采取有效的隔離措施的潔凈區(qū)。
表 1 中有關(guān)氣流速度和換氣次數(shù)的推薦或參考值,,應(yīng)該說是經(jīng)驗(yàn)的反映,。如 ISO/DIS14664-4 提出的數(shù)值皆明確適用于那類潔凈室的; IEST 的推薦值亦是被一些機(jī)構(gòu)認(rèn)為僅適用于半導(dǎo)體工廠,。由于具體情況變化較大,,有的經(jīng)驗(yàn)值可能已不適合當(dāng)前的室內(nèi)塵源控制措施及過濾器效率提高的情況。
2.2 對有關(guān)推薦或參考值的討論
近年來不少人通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)為這些推薦或參考值過于保守,,其論點(diǎn)可歸納為:
(1) 潔凈室內(nèi)氣流的橫向擴(kuò)散只在甚低的流速下才有可能,,單向流在合理的氣流組織下,流速 0.05 ~ 0.1m/s 就足夠帶走污染物,,在此流速下亞微米粒子的擴(kuò)散性能遠(yuǎn)低于對流性能,;而大于 0.36m/s 的氣流速度反而易千百萬渦流,引起污染物的再卷入,。因此,,潔凈室的理想自凈時(shí)間 Tr= 體積 / 流率,到一定值后由于污染物的再卷入,,再增大氣流速度,,實(shí)際的 Tr 并不再有明顯的減少。
(2) 末級過濾器的效率對潔凈度的影響是值得起注意的,。有的氣流速度 / 換氣次數(shù)推薦或參考值對末級過濾器效率提高的因素往往沒作考慮,。當(dāng)前HEPA/ULPA 的效率從 99.67% 、 99.99% ,、 99.999% ,、 99.9995% 直至 8 個(gè) 9 以上都可選擇。其效率對氣流速度的影響除以上已提及外,,以下方面亦值得引起注意,,在非單向流情況下,按衡釋原理的潔凈室內(nèi)含塵濃度穩(wěn)定公式可以得出:
(a) 室內(nèi)發(fā)塵量較高時(shí),,末級過濾器效率的變化對潔凈度影響甚微,,因此在這種情況下,過高的過濾效率是無必要的,。
(b) 室內(nèi)發(fā)生塵量較低的情況下,,采用低的氣流速度下,末級過濾器效率的變速器變化,,對潔凈度的影響增大,。
以上情況可以引用的圖 1a ~ 1c 看出,。
作圖有關(guān)數(shù)據(jù):
新風(fēng)進(jìn)末過濾器前的含塵濃度 1.75×106 個(gè) /m3
室內(nèi)發(fā)生量 :G1=350 個(gè) /m3.min
G2=3500 個(gè) /m3.min
G3=35000 個(gè) /m3.min
G4=350000 個(gè) /m3.min
新風(fēng)量對于全空氣量的比率 0.03
當(dāng)前有的 IC 工廠其 ISO5 級 (0.3μm) 的潔凈室,采用 FFU 系統(tǒng) , 帶 ULPA(99.9995%,0.12μm) ,,出口風(fēng)速為 0.38m/s ,,其滿布率為 25% ,這樣室內(nèi)平均氣流速度為 0.095m/s ,,在各有關(guān)推薦或參考值的下限下,。此潔凈室的工藝加工在微環(huán)境內(nèi)潔凈室內(nèi)的人員亦較少,可以認(rèn)為潔凈室內(nèi)發(fā)生較低,,這種情況下采用低的氣流速度可能是可取的,。
據(jù)報(bào)道,目前 IEST 對潔凈室內(nèi)氣流速度推薦值的下限有所降低,,如:
≤ISO5 級:氣流速度 0.2 ~ 0.5m/s ;
ISO6 級或 5 級(非單向流),;換氣次數(shù)> 200 次 /h ,;
ISO7 級:換氣次數(shù) 20 ~ 200 次 /h;
ISO8 級:換氣次數(shù) 2 ~ 20 次 /h;
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