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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ε177

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.00-25-203196

7.2.2美国联邦标准209199

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Ms219

8.3.3保持能力Mr221

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