洁净室及相关受控环境 理论与实践PDF电子书下载

第1章 洁净室及相关受控环境的历史与发展 1

1.1洁净室及相关受控环境 1

1.1.1洁净室及相关受控环境的诞生 2

1.1.2洁净室及相关受控环境技术的发展 3

1.2中国洁净室及相关受控环境技术的发展历程 6

1.2.1起步与奠基阶段 6

1.2.2成熟与壮大阶段 8

1.2.3步入快速发展阶段 12

1.3继往开来，任重道远 15

本章参考文献 17

第2章 气溶胶基本理论 20

2.1气溶胶和气溶胶粒子 20

2.2气溶胶粒子的粒径 20

2.2.1显微镜法 21

2.2.2光散射法 23

2.2.3空气动力学法 24

2.3气溶胶粒子的平均直径与粒径分布 25

2.3.1粒径分布频率和累计频率 26

2.4气溶胶的粒子平均直径 30

2.5气溶胶粒子粒径分布函数 31

2.5.1正态分布 31

2.5.2对数正态分布 33

2.5.3具有粒径上限的对数正态分布 34

2.5.4威布尔（Weibull）分布和罗辛—拉姆勒（Rosin-Rammler）分布 36

2.6气溶胶粒子的光学性质 37

2.7气溶胶粒子的电学特性 39

本章参考文献 41

第3章 纤维滤材的过滤机理 42

3.1单根纤维过滤机理的基本理论 42

3.1.1截留作用 43

3.1.2惯性作用 45

3.1.3扩散作用 50

3.2单根纤维总的捕集效率 52

3.3纤维滤材的过滤效率 54

3.3.1相邻纤维的干涉作用 57

3.3.2纤维滤材的过滤效率 58

3.4气流通过纤维滤材的压力降 60

3.5基本理论的实验检验 62

3.5.1单根纤维捕集效率理论式的实验检验 62

3.5.2对数穿透理论的实验检验 63

3.6判断滤材技术性能的一些指标 64

3.6.1判断滤材品质的准则式 65

3.6.2滤材原材料耗量指标和容尘空隙指标 66

本章参考文献 66

第4章 纤维滤材的理论计算、试验验证与应用 68

4.1纤维滤材的理论过滤效率与阻力 68

4.1.1滤材的纤维直径对过滤效率的影响 68

4.1.2气溶胶通过滤材的流速对过滤效率的影响 71

4.1.3滤材的填充密度与厚度对过滤效率的影响 73

4.1.4气流通过纤维滤材的阻力 75

4.2试验结果和理论计算值的对照与分析 76

4.2.1纤维直径填充密度和滤速不同时过滤效率的实测验证 77

4.2.2不同滤速下滤材对不同直径微粒过滤效率的实测数据 79

4.2.3流通阻力实测值和理论计算值的比较 81

4.2.4两种滤材理论计算值与实测值的比较 86

4.3运用计算曲线图分析、判断滤料性能 91

本章参考文献 102

第5章 空气过滤器 103

5.1空气净化装置的类别 103

5.1.1空气污染物及其净化处理方法 103

5.1.2空气过滤器的类别 104

5.2空气过滤器的过滤性能 106

5.2.1空气过滤器的效率及穿透率 106

5.2.2人工尘计重法 106

5.2.3比色效率法 111

5.2.4计数计径法 112

5.2.5钠焰法和油雾法 117

5.2.6 DOP法 119

5.2.7最易穿透粒径法（MPPS） 120

5.3空气过滤器的阻力及容尘量 123

5.3.1空气过滤器阻力的构成 123

5.3.2空气过滤器的初阻力与终阻力 125

5.3.3空气过滤器的容尘量 126

5.4空气过滤器的分级 129

5.4.1一般通风用空气过滤器的分级 129

5.4.2高效空气过滤器分级 137

5.5空气过滤器的滤菌效率 141

5.5.1空气过滤器滤菌效率的试验 141

5.5.2空气过滤器滤尘、滤菌效率的关系 144

本章参考文献 145

第6章 空气过滤材料和滤器的研究与实践 149

6.1化纤抽丝工序冷却风的净化 149

6.1.1“环吹”空调净化系统的净化要求 149

6.1.2“环吹”空调净化系统空气过滤材料的筛选 152

6.1.3三级串联实验测值与“经验”计算值的比较 153

6.1.4“环吹”三级过滤器的容尘量及使用寿命 154

6.1.5结论及建议 157

6.2关于细纱车间防止“黑灰纱”的研究 158

6.2.1对“黑灰纱”的微观观测 158

6.2.2对“黑灰纱”上所附着灰尘的分析 161

6.2.3对防止“黑灰纱”的几点认识 162

6.2.4在天津棉纺一厂细纱车间的工程实践 164

6.3潜艇主推进机循环冷却空气的净化 164

6.3.1潜艇主推进机冷却空气的净化要求 165

6.3.2主推进机冷风净化滤料的筛选与试验 166

6.3.3潜艇主推进机冷却空气净化装置的研制 169

6.4超高效空气过滤器滤材的研制问题 170

6.4.1国外超高效空气过滤器 171

6.4.2高效空气过滤器滤材的理论计算 171

6.4.3影响超高效空气过滤器滤材性能的因素分析 173

6.4.4多分散纤维的离散度σ和不均匀分布因子ε 177

6.4.5对超高效滤纸研发与改进的意见 178

本章参考文献 179

第7章 洁净室及洁净区空气悬浮粒子洁净级别 181

7.1空气洁净度分级 181

7.1.1等级序号间的关系 182

7.1.2占用状态及洁净度的命名 183

7.1.3空气中悬浮粒子的测试 185

7.1.4空气中悬浮粒子浓度的采样及数据整理 186

7.1.5洁净度级别的计算例题 188

7.1.6空气中悬浮粒子的一些特殊检测方法 192

7.1.7超出分级粒径范围的粒子计径计数 194

7.2空气洁净度分级的发展与历史 196

7.2.1美国空军技术指令TO.NO.00-25-203 196

7.2.2美国联邦标准209 199

7.3 ISO 14644-1空气洁净度分级标准的沿革 205

7.3.1中国“空气洁净度分级”的演变 205

7.3.2 ISO14644-1等级标准和FS-209标准 207

本章参考文献 210

第8章 气相空气净化装置及洁净室空气分子污染的防治 213

8.1气相空气净化装置的工作原理 214

8.2气相空气净化装置的吸附剂材料及构造 215

8.2.1活性炭吸附材料 215

8.2.2化学过滤器构造 217

8.3气相空气净化装置的性能 218

8.3.1去除效率及初始效率吸附容量 218

8.3.2吸附容量Ms 219

8.3.3保持能力Mr 221

8.4气相空气净化装置的试验系统 221

8.5实验气体、污染物浓度和测量手段 225

8.5.1试验气体和污染物浓度 225

8.5.2现场或在线测量设备 226

8.5.3现场采样易地分析技术 229

8.6空气悬浮分子污染分级 230

8.6.1分级描述符 230

8.6.2空气悬浮分子污染分级 231

8.7防止洁净室及相关受控环境的空气分子污染 232

8.7.1确定分子污染控制等级及ISO-AMC描述符 232

8.7.2空气分子污染源 233

8.8材料和器件挥发有机化合物的测定方法 236

8.8.1检测方法 237

8.8.2试验材料和样品的准备 237

8.8.3检测报告 238

8.8.4关注材料和需要检测的有机挥发物 238

8.9气相空气净化装置在微电子工业中的应用 239

8.9.1微电子工业的化学污染物控制标准 240

8.9.2微电子行业化学污染控制日趋严格 241

8.9.3微电子工业中AMC过滤装置的应用 243

本章参考文献 245

第9章 洁净室气流流型及其室内通风模式 247

9.1通风房间室内的主要气流特征 247

9.1.1送风口的空气流动规律 248

9.1.2回（排）风口处的空气汇流 251

9.1.3通风房间的气流流态 253

9.2洁净室的气流组织与气流流型 254

9.2.1洁净室的基本气流流型 255

9.2.2洁净室的通风及其洁净度 264

9.3洁净室内污染物浓度的预测 266

9.3.1稳定状态的理论计算 267

9.3.2稳定状态下洁净室通风系统所需净化能力的计算 273

9.3.3非稳定状态的理论式 275

9.4满足室内洁净度所需通风量 279

9.4.1室外空气含尘浓度 279

9.4.2室内产尘及产菌量 290

9.4.3满足室内洁净度的设计通风量 295

本章参考文献 302

第10章 洁净室的空调通风系统 305

10.1空调净化通风系统 305

10.1.1空调通风系统的分类 305

10.1.2全空气空调系统分类 306

10.1.3空调净化通风系统的基本形式 308

10.2集中式空调净化通风系统 309

10.2.1单风机与双风机串联系统 309

10.2.2双风机或多风机并联系统 310

10.2.3新风集中处理的空调净化系统 311

10.2.4设置值班风机的空调净化系统 312

10.2.5集中式空调净化通风系统的划分 312

10.3分散式空调净化通风系统 313

10.3.1分散式空调净化系统的基本形式 313

10.3.2集中空调与分散净化方式 315

10.4洁净室及相关受控环境的压差控制 316

10.4.1邻室间压差值的相关规定 316

10.4.2压差控制的基本方式 318

10.5微电子行业洁净室的空调净化通风系统 321

10.5.1二次回风空调净化机组通风系统或称AHU方式 324

10.5.2新风机组（MAU）和循环机组（RCU）方式 325

10.5.3空调机组（AHU）和风机过滤器单元（FFU）系统 329

10.5.4微电子行业的新风机组 334

10.6医院手术室的空调净化通风系统 336

10.6.1空调机组循环方式 337

10.6.2空调机组与室内循环机组并用方式 340

10.6.3新风机组与带冷热盘管的室内循环机组并用方式 342

10.7制药工业的空调净化通风系统 344

10.7.1冻干车间采用直接蒸发式表冷器的空调方式 346

10.7.2冻干车间采用去湿机的空调方式 348

本章参考文献 353

第11章 空气过滤器及滤材检测试验台的研发 356

11.1全系列空气过滤器性能检测台 356

11.1.1全系列空气过滤器性能检测台的基本情况 356

11.1.2风量测量段和发尘系统 357

11.1.3采样、数据采集和控制系统 359

11.1.4过滤器性能检测台的计算机控制及数据采集 360

11.1.5计算机控制及数据采集系统的元件和设备选择 361

11.1.6检测台软件开发 363

11.1.7风量—阻力关系的曲线拟合 367

11.1.8检测台的调试和标定 370

11.2高效空气过滤器最易穿透粒径（MPPS）效率检测台 373

11.2.1研发MPPS效率检测台的依据 374

11.2.2 MPPS全效率检测台主体结构及材质 376

11.2.3被试过滤器的装卸机构 378

11.2.4测试台的辅助风道及风路切换 380

11.2.5检测台的气动机构及空压系统 381

11.2.6检测台的信号采集和控制系统 382

11.2.7检测台的性能检验 384

11.2.8检测台的工程实例 387

11.3高效过滤器滤纸MPPS测试台 389

11.3.1高效空气过滤器滤纸的测试方法 390

11.3.2高效滤纸MPPS测试台研发中的一些问题 392

11.3.3高效滤纸MPPS测试台的示例和操作 400

11.4高效空气过滤器MPPS扫描检测台 403

11.4.1 MPPS扫描检测台的相关国际标准 403

11.4.2 MPPS扫描测试台系统设计 405

11.4.3扫描检测台设计 407

11.4.4扫描采样头行走和采样 409

11.4.5扫描检测台的相关技术数据 411

11.4.6扫描检测试验参数 414

本章参考文献 417

第12章 计算流体力学（CFD）及其在本领域的应用 420

12.1关注计算流体力学技术在本领域的应用 420

12.2计算流体力学的发展概况及其在本领域的应用 421

12.2.1 CFD发展概况 421

12.2.2在洁净室及相关受控环境等方面的应用 422

12.3基本理论与守恒方程 425

12.3.1质量守恒方程 425

12.3.2动量守恒方程 426

12.3.3能量守恒方程 428

12.3.4质量组分方程 429

12.4紊流结构及时均化守恒方程 430

12.4.1紊流结构（Turbulent Flow Model） 431

12.4.2时均化守恒方程 432

12.4.3紊动能方程（K方程）和耗散方程（ε方程） 434

12.4.4紊流扩散系数 435

12.5紊流模型 437

12.5.1零方程模型 437

12.5.2单方程模型 438

12.5.3双方程模型 438

12.6数值模拟求解方法及计算软件 439

12.6.1数值计算基本方法 439

12.6.2目前流行的CFD软件 440

12.7数值求解基本过程 443

12.7.1建立物理、数学模型 443

12.7.2区域的离散化 444

12.7.3建立离散方程 448

12.7.4求解离散方程 450

12.8 CFD应用研究的示例 451

12.8.1高级别洁净手术室通风效果的研究（示例Ⅰ） 452

12.8.2颗粒污染物在受控环境的运动规律（示例Ⅱ） 463

12.8.3动网格的应用（示例Ⅲ） 468

12.8.4数值模拟在工业洁净室的应用（示例Ⅳ） 478

本章参考文献 485