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摘要依据对矢流洁净室的理论分析、实验研究及数据值模拟结果，总结出矢流洁净室的最佳设
计参数。
关键词 矢流洁净室 流场 设计参数
Design Parameter of Vector Flow Cleanroom
By WEI Xuemeng
．
Abstract On the basis of theory-experimental analysis and numerical simulation results，gives opti—
mum design parameters of vector flow cleanroom．
Keywords Vector flow cleanroom Flowfield Design parameter
1 矢流
矢流洁净室是在世界能源供应矛盾尖锐的情
况下应运而产生的一种新型洁净室。矢流是由英
文Vector Flow或Vector Air Flow翻译而来。所
谓矢流是指由扇形高效过滤器圆心沿各方向半径
送出的具有相同速度的矢量流。应用这种气流的
洁净室称为矢流洁净室，见图1。

矢流洁净室1977年在美国开始使用 至今欧
美已有众多应用实例，但理论研究成果少见。我
国起步较晚，1989年哈尔滨建筑大学(现哈尔滨
工业大学)，在洁净学会的支持下，对矢流洁净室
进行了理论研究。以后几个研究生相继进行了模
型实验研究和两种方法的数值模拟研究，提出了
矢流洁净室送风口半径、回风口高度、送风速度
等参数的合理组合。

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2 实验和数值模拟结果
2．1 理论教育处流场和模型实验结果
图2为洁净室高长比为1时， 理论流场【l】。
流场以送、回风口边线两侧对称，洁净室四壁为
零流线，当然没有任何涡流出现。
计算结果指出，当洁净室高长比为1／2时，
气流流场近似水平单向流：当高长比为2时，气
流流场接近垂直单向流。而这两种流型中，水平
单向流只有第一工作区洁净度较高，所以不常用；

2．2 数值模拟结果
我们先后以标准K一￡方程结合有限差分法和
湍流大涡模拟结合有限单元法对矢流洁净室流场
进行了数值模拟，得出了更可靠的数据。

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2．2．1 K一￡方程法模拟结果
图3为洁净室(3x3x2．7m)高长比为0．9；送
风口半径为0．6m；送风口风速0．45m／s时的流场
图[31。
图4为洁净室送风口半径0．25m，其他与图3
相同的条件的流场图I3j。
由图3可以看出流场中部出现斜推气流，左
下角和右上角出现涡流。而图4， 由于送风口半

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通过大量模拟指出：矢流洁净室高长比在
0．5一l之间较好，此时气流的斜推作用明显，气流
流线(迹线)最短，有利于污染物的排出。送风
口面积约为其所在侧墙0．35倍左右为宜。回风口
面积为送风口面积的0．4倍左右为好，但回风口
高度不超过0．6m，送风口风速0．5m／s为最佳。以上结论为2．1，2．2．1结论基本一致，差异较
大的是回风口面积较大。我们通过大量大涡模拟分
析看出， 回风口面积为送风口面积的1／5—1／6时，
气流流场虽然斜向，但有垂直向下的趋势，流线
(迹线)较长。所以建议回风口面积不可太小。3 参数建议
综上，理论分析、实验研究、数值模拟结果，
可以看出所得结论互相是印证的，说明所得结果
可信。特别是大涡模拟发现较大涡流区的存在，
是其他手段不能得到的。
设计参数建议：
(1)洁净室高长比在0．5—1之间；
(2)扇形送风口面积为所在侧墙0．35倍为
宜；
(3)回风口面积为送风口面积的0．4倍，但
不超过0．6m；
(4)送风口风速在0．45—0．55m／s为宜。

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4 一个应注意的问题
因矢流风口的扇形高效过滤器制作工艺较复
杂，有人建议使用平板高效过滤器外套扇形阻尼
层，如图6、图7所示。
上述方式是可以的，但一个不可忽视的问题
是，阻尼层阻力必须大于高效过滤器阻力一倍以
上，否则扇形阻尼层出口风速不均匀，不能形成
矢流的效果。同时扇形阻尼层出口风速不均匀，
不能形成矢流的效果。同时扇形阻尼层面积要符
合要求。

参考文献
1 赵加宁，魏学孟．侧上角送风一对侧下角回风洁净室
气流流型研究．哈尔滨建工学院学报，第24卷，第二期，1991
2 张维功．矢流洁净室的模型实验研究：f硕士学位论
文1．哈尔滨：哈尔滨建工学院．1992
3 樊洪明．矢流洁净室数值模拟与实验研究：『硕士学
位论文】．哈尔滨：哈尔滨建工学院．1993
4 周祖东．矢流洁净室二维流场的大涡模拟：『硕士学
位论文】．哈尔滨：哈尔滨工业大学．2001