洁净技术讲稿9课件

空空气气洁洁净净技技术术9生物洁净室原理生物洁净室原理洁洁净净室室内内不不仅仅灰灰尘尘很很少少，而而且且以以粒粒子子形形式式存存在在的的细细菌菌也也很很少少，在在单单向向流流洁洁净净室室内内，更更是是接接近近无无菌菌状状态态。把把洁洁净净室室技技术术应应用用于于需需要要无无菌菌环环境境的的场场合合，或或者者说说应应用用以以“净净化化”生生物物微微粒粒为为主主的的场场合合，习习惯惯上上称称为为生生物物洁洁净净室室或或一一般般生生物物洁洁净净室室。以以生生物物学学安安全为目的全为目的高度安全实验室。高度安全实验室。9.1生物洁净室的应用生物洁净室的应用应用日趋广泛，大体五个方面：应用日趋广泛，大体五个方面：（1）医疗）医疗手手术术室室（一一般般、特特殊殊）；手手术术后后恢恢复复，防防止止过过程程中中污污染染，防防止止术术后后感感染染；特特殊殊病病房房（急急性性白白血血病病，烧烧伤伤治治疗疗，强强药药剂剂治治疗疗），过过敏敏性性呼呼吸吸道道疾疾病病，防防止止感感染染，抵抵抗抗力力下下降降防防感感染染，需需特特别别洁洁净净的的空空气气；婴婴儿儿室室，早早产产儿儿抵抵抗抗力力弱弱，防防止止感感染染；临临床床检检查查，菌菌、霉霉组组织织培培养养检检查查，防防止止杂杂菌菌混混入入；无无菌菌动动物物、已已知知菌菌动动物物、无无特特殊殊病病菌菌动动物物的的饲饲养养、繁繁殖殖；血血库库，血血液液、血血清清，防防止止其其它它杂杂菌菌混混入入；医医疗疗器器械械的的制制造造，注注射射针针、筒、血液袋、纱布等防止制造、包装过程污染。筒、血液袋、纱布等防止制造、包装过程污染。（2）制药）制药GMP药品生产管理规范，对生产环境专有要求。药品生产管理规范，对生产环境专有要求。1）注注射射药药品品的的制制造造、调调剂剂、灌灌封封，对对象象针针剂剂、大大输输液液，直直接接注注入人体，绝对防止菌、霉混入。入人体，绝对防止菌、霉混入。2）抗抗生生物物质质：培培养养、接接钟钟、灌灌封封，防防止止培培养养工工序序产产生生的的菌菌霉霉，污染，防止药品变质。污染，防止药品变质。3）眼眼药药制制造造：调调配配、分分注注，防防止止杂杂菌菌，霉霉类类产产生生污污染染，国国外外有有眼药因绿脓菌污染导致失明的报导。眼药因绿脓菌污染导致失明的报导。4）药片制造：成片、裹糖衣防止因药霉菌进入质量下降。）药片制造：成片、裹糖衣防止因药霉菌进入质量下降。（3）食品）食品 肉肉食食加加工工：香香肠肠、火火腿腿、烟烟肉肉；乳乳豆豆制制品品：牛牛奶奶、酸酸奶奶、豆豆乳乳；罐罐头头、肉肉食食、蕃蕃茄茄酱酱、水水果果罐罐头头；酿酿造造：啤啤酒酒、酒酒、酱酱油油等等，防防止止菌菌类类污污染染，防防止止产产品品腐腐败败变变质质；蘑蘑菇菇栽栽培培，防防止杂菌。止杂菌。（4）农林牧渔业）农林牧渔业农药：病毒性农药，在培养中防止杂菌引起事故；农药：病毒性农药，在培养中防止杂菌引起事故；家畜：在无菌状态下提高饲养繁殖能力；家畜：在无菌状态下提高饲养繁殖能力；植物：品种培育时防止菌、霉污染。植物：品种培育时防止菌、霉污染。鱼、养蚕：防止由于细菌造成死亡。鱼、养蚕：防止由于细菌造成死亡。（5）宇航）宇航促成生物净化标准的产生领域促成生物净化标准的产生领域防防止止将将地地面面上上的的有有机机物物、生生物物粒粒子子带带上上去去再再返返回回引引起起错误判断。错误判断。9.2微生物的主要特性微生物的主要特性 对我们而言对微生物的特性主要掌握其与检测、对我们而言对微生物的特性主要掌握其与检测、培养有关的部分，即其生长周期和适合其生长的环境培养有关的部分，即其生长周期和适合其生长的环境条件。图条件。图9-2描述细菌生长的四个阶段，我们检测观察描述细菌生长的四个阶段，我们检测观察细菌与其有关：细菌与其有关：(1)准备期或延迟期，约需几个小时，准备期或延迟期，约需几个小时，表现在细菌接种到培养基上在这一段没有变化或肉眼表现在细菌接种到培养基上在这一段没有变化或肉眼看不出来。看不出来。(2)对数期，十五、六个小时到对数期，十五、六个小时到1天，在这天，在这段时间内细菌在温度、湿度适宜的条件下一般每小时段时间内细菌在温度、湿度适宜的条件下一般每小时分裂繁殖分裂繁殖23代，其数量按几何级数增加，这样才使得代，其数量按几何级数增加，这样才使得原先检测的一个细菌培养或菌落，便于肉眼观测，并原先检测的一个细菌培养或菌落，便于肉眼观测，并分析其种类。分析其种类。(3)稳定期或静止期，实际是细菌的繁殖稳定期或静止期，实际是细菌的繁殖量与死亡量达到平衡，约有量与死亡量达到平衡，约有1天的时间，菌落达到最大，天的时间，菌落达到最大，一般作细菌培养的时间取一般作细菌培养的时间取48小时，就是取其生长达到小时，就是取其生长达到稳定期；稳定期；(4)衰减期，细菌死亡超过生长率，活菌数下衰减期，细菌死亡超过生长率，活菌数下降。降。检检测测空空气气中中的的细细菌菌就就利利用用细细菌菌的的生生长长特特性性来来计计数数分分析析，因因为为细细菌菌很很小小，如如化化脓脓杆杆菌菌0.71.3m，伤伤寒寒杆杆菌菌13m，大大肠肠菌菌15m，肉肉眼眼无无法法识识别别，培培养养后后形形成大的菌落，计数分析就方便了。成大的菌落，计数分析就方便了。检检测测、培培养养方方法法：空空气气中中浮浮游游细细菌菌采采用用狭狭缝缝式式空空气气微微生生物物条条样样器器、安安德德森森采采样样器器等等，沉沉降降菌菌用用90mm平平器器，培培养养基基普普通通牛牛肉肉蛋蛋白白琼琼培培养养基基（高高温温灭灭菌菌，无无菌菌封封装装），在在37恒恒温温条条件件下下培培养养48小小时时，单单位位：个个/m3，个个/皿皿h。9.3微生物的污染途径微生物的污染途径教教材材介介绍绍了了微微生生物物污污染染的的4种种途途径径：自自身身污污染染、接接触触污污染染、空空气气污污染染，其其它它如如昆昆虫虫等等因因素素造造成成的的污污染染，对对净净化化空空调调而而言言，仅仅能能防防止止微微生生物物通通过过空空气气污污染染，但但空空气气本本身身与与其其它它污污染染途途径径有有联联系系，又又会会给给其其它它三三种种污污染染充充当当传传播播媒媒介介，本本身身又又被被污污染染。所所以以，对对微微生生物物净净化化而而言言，除除了了用用过过滤滤的的方方法法除除去去，减减少少微微生生物物数数，还还需需用用对对室室内内的的器器具具六六个个壁壁面面及及人人员员表表面面能能进进行行灭灭菌菌处处理，这也是生物洁净室与工业洁净室的不同之处。理，这也是生物洁净室与工业洁净室的不同之处。9.4生的微粒的等价直径生的微粒的等价直径生生物物微微粒粒中中按按其其大大小小、尺尺寸寸排排列列，最最小小的的是是病病毒毒0.0050.8m，如如脊脊髓髓灰灰质质炎炎病病毒毒0.0080.03m，狂狂犬犬病病毒毒0.125m，其其次次是是立立克克次次氏氏体体0.22m，然然后后是是细细菌菌，多多数数在在110m范范围围，也也有有个个别别小小的的在在1m以以下下，大大的的如如线线状状细细菌菌可可达达100m。看看起起来来多多数数粒粒径径很很小小，但但实实际际上上，细细菌菌等等一一般般在在空空气气中中不不能能单单独独存存在在，它它们们符符着着在在其其它它粒粒子子上上获获得得营营养养而而存存活活，我我们们在在空空气气中中检检测测到到的的是是带带菌菌的的粒粒子子而而不不是是细细菌菌的的单单体体，带带菌菌粒粒子子称称生生物物粒粒子子。生生物物粒粒子子的的尺尺寸寸肯肯定定大大于于微微生生物物的的尺尺寸寸，因因而而过过滤滤器器对对其其过过滤滤效效率率不不会会低低于于对对灰灰尘尘的的过过滤滤效效率率，但但生生物物粒粒子子的的尺尺寸寸到到底底按按多多大大计计，一一般般是是通通过过实实验验，看看过过滤滤器器对对生生物物粒粒子子的的过过滤滤效效率率与与对对灰灰尘尘的的效效率率相相对对比比，若若与与对对某某一一粒粒径径dp的的效效率率相相当当，该该粒粒径径就就是是生生物物粒粒子子的的等等价价直直径径，或或测测得得大大气气中中菌菌浓浓的的变变化化规规律律与与某某一一粒粒径径尘尘浓浓的的变变化化规规律律相相同同，该该粒粒径径即即为为等等效效直直径径，不不同同的的实实验验结结果果不不相相同同，有有3.5m、45m、7m的的，从从沉沉降降速速度度考考虑虑，若若生生物物粒粒子子与与某某粒粒径径的的尘尘粒粒沉沉降降速速度度相相同同，则则该该粒粒径径称称为为沉沉降降等等价价直直径径，当然已知其沉降量和悬浮浓度也可直接计算出当然已知其沉降量和悬浮浓度也可直接计算出dp。第六章曾给出粒子沉降速度和微粒直径的关系，第六章曾给出粒子沉降速度和微粒直径的关系，为为20时，时，=2000kg/m3，单位单位cm/s，dp单位为单位为m；生物粒子多为有机性微粒，应小于生物粒子多为有机性微粒，应小于2大于大于1，考考虑值时，虑值时，dp应修正应修正（9-2）沉降速度可用第沉降速度可用第6章给出的送章给出的送风室内平面上的沉积公式得出：风室内平面上的沉积公式得出：cm/sNg：生物粒子沉降量粒生物粒子沉降量粒/cm2；N：浮游菌浓度个浮游菌浓度个/cm3；f：cm2；T：时间（采样）时间（采样）s。汇总各种结果：区别不同环境。汇总各种结果：区别不同环境。洁洁净净场场所所沉沉降降等等价价直直径径为为15m，一一般般室室内内68m，一一般般室室外外812m，人人活活动动多多的的较较脏脏的的场场所所1020m，过过滤滤效效率率，滤滤菌菌效效率高于滤尘效率。率高于滤尘效率。9.5生物微粒的标准生物微粒的标准现现在在通通用用的的生生物物微微粒粒的的净净化化标标准准是是美美国国国国家家航航天天宇宇航航局局制制定定的的NASA标标准准，教教材材表表7-1给给出出百百、万万、十十万万三三个个级级别别下下浮浮游游生生物物的的微微粒粒和和沉沉降降量量的的最最大大限限值值，英英制制、国国际际单单位位制制，其其它它一一些些行行业业标标准准，不不同同组组织织的的标标准准都都大大体体参参照照该该标标准准，有有的的仅仅限限制制一一种种活活菌菌的的浓浓度度，这这是是认认定定浮浮游游细细菌菌和和沉沉降降的的细细菌菌在在数数量量上上有有相相关关系，用一种浓度可反映出另一种浓度，下一节要讨论。关关系，用一种浓度可反映出另一种浓度，下一节要讨论。（1）浮游菌数量标准）浮游菌数量标准教教材材由由于于是是论论著著，花花了了一一些些篇篇幅幅讨讨论论了了标标准准制制定定的的根根据据，一一方方面面利利用用了了菌菌、尘尘的的相相关关关关系系，按按洁洁净净级级别别的的尘尘粒粒标标准准来来推推算算悬悬浮浮的的细细菌菌浓浓度度，尽尽管管到到现现在在为为止止空空气气中中的的菌菌、尘尘的的数数量量关关系系的的确确切切表表达达式式还还没没有有，研研究究结结果果各各不不相相同同，但但菌菌、尘尘之之间间存存在在相相关关关关系系是是肯肯定定的的，数数量量关关系系在在一一定定范范围围内内相相关关，实实际际在在不不同同的的环境也应有所不同，要找一个统一的表达式不可能。环境也应有所不同，要找一个统一的表达式不可能。作作者者分分析析了了NASA标标准准制制定定依依据据，利利用用菌菌、尘尘相相关关关关系系取取相相关关范范围围的的上上限限细细菌菌浓浓度度作作为为标标准准，但但也也发发现现，三三个个级级别别的的三三个个浮浮游游菌菌浓浓度度在在双双对对数数坐坐标标纸纸上上不不在在一一条条直直线线上上，不不便便进进行行中中间间浓浓度度的的内内插插法法计计算算，提提出出自自己己的的修修正正意意见见，即即在在图图9-7上上用用靠靠近近上边实线下的虚线反映浮游菌与尘粒浓度的关系。上边实线下的虚线反映浮游菌与尘粒浓度的关系。（2）沉降菌数量和标准）沉降菌数量和标准 细菌沉降到地面的数量可以由浮游细菌在一段时间内沉降细菌沉降到地面的数量可以由浮游细菌在一段时间内沉降到地面的多少算出，但这里涉及到一个代表粒径的问题，粒径到地面的多少算出，但这里涉及到一个代表粒径的问题，粒径取的不同，计算结果肯定不同，取的不同，计算结果肯定不同，NASA标准是以最大直径标准是以最大直径10m算出的沉降量作为标准的，表算出的沉降量作为标准的，表9-9左边下三行为左边下三行为NASA标准百、标准百、万、十万级浮游菌浓度，中间为由计算得出代表粒径为万、十万级浮游菌浓度，中间为由计算得出代表粒径为1m、10m时每周、每时每周、每m2的沉降细菌数，左边为对应的沉降菌的沉降细菌数，左边为对应的沉降菌NASA标准，可看出基本以标准，可看出基本以10m作代表粒径。作代表粒径。一般测沉降菌均用玻璃培养皿，我国直径一般测沉降菌均用玻璃培养皿，我国直径90mm，将每周、每将每周、每m2的数量换算成每皿半小时（测时）的值的数量换算成每皿半小时（测时）的值更便于和测量值比较，表更便于和测量值比较，表9-10后三栏中最下一行为后三栏中最下一行为90平皿允许测出的最多菌落值，需要说明的是在测定沉平皿允许测出的最多菌落值，需要说明的是在测定沉降菌量的时候有一个最小沉降面积问题，如果面积太降菌量的时候有一个最小沉降面积问题，如果面积太小，在一定洁净级别下出现小，在一定洁净级别下出现“0”的几率极大，而降的几率极大，而降低整个测定结果的可靠性，为了保证读数的低整个测定结果的可靠性，为了保证读数的95%为非为非零值，各级别洁净室都有一测沉降菌的最少培养皿数。零值，各级别洁净室都有一测沉降菌的最少培养皿数。所需所需90培养皿，沉降培养皿，沉降0.5小时小时十级十级 40个，百级个，百级13个，千级个，千级4个，万级个，万级2个，十万级个，十万级以上以上1个个9.6沉降菌和浮游菌的关系沉降菌和浮游菌的关系人人们们最最初初研研究究沉沉降降菌菌和和浮浮游游菌菌的的关关系系主主要要是是因因为为浮浮游游菌菌浓浓度度检检查查需需要要的的设设备备技技术术较较为为复复杂杂，一一般般条条件件不不具具备备检检测测条条件件，而而沉沉降降菌菌检检测测起起来来相相对对简简便便，因因而而用用测测量量沉沉降降菌菌的的方方法法来来推推算算或或评评价价所所测测环环境境的的空空气气的的细细菌菌浓浓度度情情况况，而而现现在在测测浮浮游游细细菌菌浓浓度度的的设设备备也也多多了了，相相应应的的细细菌菌浓浓度度标标准准也也都都顾顾及及到到浮浮游游菌菌和和沉沉降降菌菌两两种种浓浓度度。再再讨讨论论二二者者的的关关系系似似乎乎意意义义不不大大，但但由由于于现现在在越越来来越越重重视视表表面面的的沉沉积积污污染染，所所以以沉沉降降菌菌与与室室内内空空气气含含尘尘浓浓度度的的关关系系仍仍值值得得去去研研究究，实实际际我我们们给给出出的的NASA标标准准中中浮浮游游菌菌和和沉沉降降菌菌的的浓浓度度关关系系就就是是一一种种二二者者关关系系的的研研究究结结果果，以以前前在在我我国国用用的的最最多多的的前前苏苏联联学学者者奥奥勉勉梁梁斯斯基基公公式式，由由于于出出现现较较早早，因因而而认认为为它它不不准准的的实实测测结结果果也也最最多多，该该关关系系式式为为100cm2培培养养基基沉沉降降5分分钟的细菌数与钟的细菌数与10升空气中的浮游数量相同。升空气中的浮游数量相同。Ng=10NL（9-7）NL个个/L；Ng在在100cm2上沉降上沉降5分钟的菌落个数。分钟的菌落个数。应折算为沉降应折算为沉降5分钟分钟90平皿的菌落数与每立方米浮游菌的关系。平皿的菌落数与每立方米浮游菌的关系。其其它它的的研研究究结结果果尽尽管管各各不不相相同同，为为了了使使讨讨论论结结果果好好统统一一起起见见，但但都都看看成成是是二二菌菌之之间间等等量量关关系系乘乘以以一一校校正正值值，Ng=XNL，那那么么，奥奥氏氏公公式式的的校校正正值值为为X=10，表表9-12给给了了其其它它一一些些研研究究结结果果的校正值，不同场合，不同测试条件大小差别很大。的校正值，不同场合，不同测试条件大小差别很大。为为了了便便于于和和检检测测结结果果对对比比，将将沉沉降降菌菌换换算算成成90培培养养皿皿上上的的数数值值，用用C表表示示；NL换换算算成成每每m3空空气气的的浮浮游游菌菌数数，用用Nm表表示示；采采样样时时间间更更具具一一般般性性（原原5分分钟钟），其其关关系系变变为为平平均均每每个个平平皿皿的的菌菌落落个个90。（9-9）对对应应于于90培培养养皿皿，测测5分分钟钟记记为为C(5)，测测30分分钟钟记记为为C(30)，90面积面积A=63.617cm2，则则对于奥氏公式对于奥氏公式X=10或或表表9-16为为不不同同学学者者的的研研究究结结果果，可可看看出出差差别别很很大大，所所以以不不可可能能得得出出一一普普遍遍性性的的关关系系，但但可可以以利利用用这这种种形形式式，区区别别不不同同场场合合及及条件，确定条件，确定X值，则能较接近实际地反映二者的关系。值，则能较接近实际地反映二者的关系。9.7过滤除菌过滤除菌由由于于细细菌菌所所生生存存的的生生物物粒粒子子的的等等价价直直径径远远大大于于我我们们通通常常描描述述高高效效过过滤滤器器用用的的0.5m，所所以以，高高效效过过滤滤器器的的滤滤菌菌效效率率几几乎乎100%，表表9-18为为过过滤滤器器对对DOP过过滤滤效效率率与与沙沙雷雷氏氏菌菌的的过过滤滤效效率率比比较较，单单一一菌菌种种用用喷喷液液方方法法，液液滴滴径径细细0.3m，从从下下边边几几行行可可看看出出高高许许多多。图图9-6是是做做实实验验结结果果，纤纤维维性性过过滤滤器器以以大大气气菌菌的的滤滤细细效效率率几几乎乎与与大大气气尘尘5m的的计计数数效效率率相相当当。既既然然过过滤滤效效率率很很高高，就就不不必必担担心心细细菌菌对对滤滤料料的的穿穿透透问问题题，而而实实验验也也表表明明，微微生生物物在在滤滤料料上上不不容容易易繁繁殖殖，所所以以就就空空气气一一侧侧而而言言，用过滤器保持无菌是没有问题的。用过滤器保持无菌是没有问题的。9.8消毒灭菌消毒灭菌生生物物洁洁净净室室与与工工业业洁洁净净室室的的不不同同点点，对对于于我我们们专专业业而而言言，了了解解消消毒毒灭灭菌菌的的基基本本方方式式方方法法，遵遵守守规规章章、规规程程，至至于于每每种种消消毒毒方方法法所所用用的的设设备备功功率率数数特特别别是是紫紫外外线线消消毒毒及及消消毒毒时时间间与与消消毒毒量量的的关关系系，由由专专业业人人员员进进行行设设计计，消消毒毒灭灭菌菌主主要要有有四四种种方方法法：1.干干热热法法，一一般般用用160以以上上的的干干燥燥空空气气定定期期加加热热一一些些用用具具器器皿皿等等；2.湿湿热热法法，类类似似蒸蒸箱箱，人人员员穿穿的的无无菌菌服服每每个个班班次次都都要要用用高高温温蒸蒸汽汽消消毒毒灭灭菌菌一一次次；3.药药物物法法，用用定定时时药药剂剂清清洗洗用用具具、房房间间壁壁面面、地地板板，用用药药剂剂清清洗洗人人手手如如75%消消毒毒酒酒精精半半小小时时擦擦手手一一次次，或或用用药药物物气气体体薰薰蒸蒸整整个个洁洁净净室室，常常用用方方法法是是用用甲甲醛醛薰薰蒸蒸，每每周周末末下下班班后后发发烟烟（气气体体），紧紧闭闭门门窗窗及及空空调调系系统统，周周一一上上午午班班前前开开空空调调换换气气；4.紫紫外外线线消消毒毒灭灭菌菌，用用紫紫外外灯灯照照射射器器皿皿及及运运入入洁洁净室的物品，禁上照人，其选用计算有兴趣自己看。净室的物品，禁上照人，其选用计算有兴趣自己看。9.9一般生物洁净室一般生物洁净室前前面面提提到到的的制制药药、食食品品、农农林林牧牧、渔渔业业及及宇宇航航、洁洁净净室室的的气气流流组组织织与与工工业业洁洁净净室室设设计计没没什什么么不不同同，只只有有手手术术室室有有点点特特殊殊，对对单单向向流流洁洁净净室室存存在在一一个个下下游游污污染染问问题题，选选择择哪哪种种更更有有利利，图图9-13为为两两种种污污染染模模型型，水水平平好好象象对对手手术术者者好好一一些些，再再一一个个是是下下限限风风速速问问题题，对对手手术术者者较较大大的的风风速速容容易易造造成成刀刀口口处处组组织织失失水水，所所以以有有个上限风速限制水平个上限风速限制水平0.4m/s，垂直垂直0.3m/s。隔离式生物洁净室更多强调隔离方式，不作介绍。隔离式生物洁净室更多强调隔离方式，不作介绍。10洁净室均匀分布计算理论洁净室均匀分布计算理论前提：微粒在洁净室内均匀分布前提：微粒在洁净室内均匀分布10.1洁净室三级过滤系统洁净室三级过滤系统乱流洁净室的基本图式乱流洁净室的基本图式新三级过滤概念的提出：新风三级过滤；中间预新三级过滤概念的提出：新风三级过滤；中间预过滤；末端高效（亚高效）过滤过滤；末端高效（亚高效）过滤10.2乱流洁净室含尘浓度瞬时式乱流洁净室含尘浓度瞬时式新风通路上过滤器总效率新风通路上过滤器总效率穿透率穿透率回风通路上过滤器总效率回风通路上过滤器总效率穿透率穿透率新风三级过滤组合新风三级过滤组合（1）室内（灰尘）微粒平衡式）室内（灰尘）微粒平衡式1）进入室内的微粒由三部分组成：进入室内的微粒由三部分组成：t t时间内室内每升空气由新风带入的灰尘时间内室内每升空气由新风带入的灰尘粒粒/Lt t时间内室内每升空气由回风带入的灰尘时间内室内每升空气由回风带入的灰尘粒粒/Lt t时时间间内内室室内内尘尘源源散散发发的的灰灰尘尘使使每每升升空空气气增增加加的的尘尘粒粒粒粒/L 2）从室内排出的灰尘由两部分组成：从室内排出的灰尘由两部分组成：有有组组织织回回风风（排排风风）带带走走的的灰灰尘尘和和无无组组织织换换气气（正正压压）排排出出的的灰灰尘尘，二二者者浓浓度度相相同同，风风量量之之和和为为房房间间换换气量，则气量，则t t时间内由通风换气排出的灰尘量时间内由通风换气排出的灰尘量则在则在t t时间内洁净室内含尘浓度的变化时间内洁净室内含尘浓度的变化移项、整理成微分的形式：移项、整理成微分的形式：变量分离后积分得变量分离后积分得t=0时时Nt=N0，可解出可解出C值值洁净室内含尘浓度的瞬时计算式为：洁净室内含尘浓度的瞬时计算式为：（10-2）10.3乱流洁净室含尘浓度稳定算式乱流洁净室含尘浓度稳定算式（1）单室的稳定式）单室的稳定式当当t=时时，室室内内含含尘尘浓浓度度趋趋于于稳稳定定，这这时时式式（10-2）变变成：成：（10-3）过过滤滤器器组组合合方方式式不不同同，体体现现在在n n、r r中中（图图10-2各各种种形式中的形式中的N值值（2）多室的稳定式）多室的稳定式多多数数的的净净化化系系统统都都是是多多个个洁洁净净室室并并联联的的，各各室室能能达达到到的的含含尘尘浓浓度度取取决决于于室室内内发发尘尘量量、末末级级过过滤滤器器前前送送风风含含尘尘浓浓度度和和末末级级过过滤器效率，可通过稳定情况列质平衡式求出（图）。滤器效率，可通过稳定情况列质平衡式求出（图）。对对于于多多室室的的稳稳定定式式，实实际际的的空空气气净净化化系系统统都都是是多多室室并并联联的的，多多室与单室的稳定式不同室与单室的稳定式不同式中式中NS为中间过滤器混合回风后的含尘浓度，粒为中间过滤器混合回风后的含尘浓度，粒/L。既：既：Qn新新风风量量，L/h；Qr回回风风量量，L/h；Qs点点送风量，送风量，L/h；Nr总回风的含尘浓度。总回风的含尘浓度。总回风的含尘浓度总回风的含尘浓度（10-7）各各室室回回风风率率不不相相同同，（正正压压不不同同，送送风风量量不不同同），V1、V2和和室室体体积积，现现分分析析一一下下N1=3粒粒/L与与N2=3000粒粒/L，差差1000倍倍，这这样样的的多多室室系系统统，其其总总回回风风含含尘尘浓浓度度一一定定比比N1=3粒粒/L高高，对对1室室是是否否安安全全，多多室室系系统统的的回回风风含含尘尘浓浓度度不不会会高高于于最最脏脏的的一一个个洁洁净净室室浓浓度度，对对于于这这两两个个室室，不不会会超超过过N2=3000粒粒/L，假假定定3000粒粒/L为为总总回回风风浓浓度度，这这时时在在条条件件稳稳定定时时1室室的的浓浓度度平平衡衡方方程程为为（回回风风浓浓度为室浓度为室浓1000倍）。倍）。N1为多室系统为多室系统1室的含尘浓度，粒室的含尘浓度，粒/L；因因 回回 风风 通通 路路 上上 有有 高高 效效 过过 滤滤 器器，对对 0.5m，效效 率率 达达=0.99999，s 1，N1N，单室的室内含尘浓度公式单室的室内含尘浓度公式即即，对对于于末末级级过过滤滤器器为为高高效效过过滤滤器器的的净净化化系系统统，由由于于回回风风通通路路上上有有高高效效过过滤滤器器，即即使使各各室室浓浓度度N1、N2、.差差异异较较大大，Nr几几乎与单室的浓度相同，可取其中一值。乎与单室的浓度相同，可取其中一值。对对于于末末级级过过滤滤器器为为中中效效过过滤滤器器的的净净化化系系统统，Nr需需要要按按式式（10-7）计算。）计算。10.4有局部净化设备时的含尘浓度稳定式有局部净化设备时的含尘浓度稳定式乱乱流流洁洁净净室室常常有有在在室室内内设设置置局局部部净净化化装装置置的的情情况况，如如净净化化工工作作台台、单单向向流流罩罩、自自净净器器等等。如如局局部部设设备备为为间间歇歇运运行行，不不另另行行计计算算。对对经经常常运运行行的的局局部部设设备备，则则可可以以将将该该净净化化设设备备计计算算进进入入系系统统，求求出出室室内内达达到到的的含含尘尘浓度。浓度。列稳定工况的微粒值平衡：列稳定工况的微粒值平衡：整理得室内含尘浓度：整理得室内含尘浓度：对对于于洁洁净净室室内内使使用用的的局局部部净净化化设设备备，必必须须装装高高效效过过滤滤器，其效率器，其效率11，这时室内浓度为：这时室内浓度为：(10-10)与单室稳定式相比与单室稳定式相比相相当当于于增增加加了了房房间间的的换换气气次次数数。考考虑虑到到s(1-r r)远远小小于于1 1，（，（10-1010-10）可简化为：）可简化为：10.5瞬时式和稳定式的关系瞬时式和稳定式的关系对比瞬时式和稳定式，对比瞬时式和稳定式，将稳定式代入瞬时式：将稳定式代入瞬时式：初始浓度不同时的三种情况。初始浓度不同时的三种情况。10.6单向流洁净室含尘浓度计算法单向流洁净室含尘浓度计算法由由于于净净化化原原理理的的不不同同，室室内内工工作作区区的的尘尘源源发发尘尘并并不不能能影影响响室室内内的的含含尘尘浓浓度度，但但房房间间维维护护结结构构内内表表面面却却可可能能成成为为尘尘源源。垂垂直直单单向向流流洁洁净净室室仅仅有有一一面面（1/6），满满布布比比50%时时为为1/12。水水平平单单向向流流洁洁净净室室也也仅仅顶顶棚棚有有一一面面，为总内表面积的为总内表面积的1/6。套用稳定式，室内含尘浓度为：。套用稳定式，室内含尘浓度为：若不计顶棚产尘，则有若不计顶棚产尘，则有N=Ns，与实际不符。与实际不符。10.7乱流洁净室自净时间和污染时间的计算乱流洁净室自净时间和污染时间的计算（1）概概念念：洁洁净净室室的的空空气气净净化化系系统统运运行行之之后后，室室内内含含尘尘浓浓度度从从一一个个较较高高的的数数值值（N0原原始始含含尘尘浓浓度度）下下降降到到稳稳定定的的值值（工工作作区区浓浓度度值值）所所需需的的时时间间即即为为自自净净时时间间。这个时间越短越好。这个时间越短越好。如如果果因因污污染染而而使使得得室室内内含含尘尘浓浓度度由由一一个个较较低低的的稳稳定定值值回回升升到到较较高高的的稳稳定定值值，所所需需的的时时间间即即为为污污染染时时间间。所所不不同同的的是是，如如果果是是因因停停机机而而造造成成污污染染，其其污污染染时时间间越越长长越越好好，说说明明系系统统和和建建筑筑的的密密闭闭性性好好，如如果果在在洁洁净净室室运运行行之之中中，由由于于增增加加了了发发尘尘源源或或发发尘尘量量，使使室室内内含含尘尘浓浓度度上上升升到到一一个个新新的的稳稳定定值值，则则所所需需的的时时间间即即发发尘尘时时间间越越短短越越好好，说说明明干干净净气气流流能能很很快快起起到到冲冲淡淡稀稀释释作作用用。能能进进行行计计算算的的是是自自净净和和发发尘尘污污染染时时间间，停停机机污污染染时间较复杂，难以计算。时间较复杂，难以计算。（2）自净时间的计算）自净时间的计算我我们们前前边边给给出出或或以以灰灰尘尘质质量量平平衡衡推推出出的的稳稳定定情情况况下下的的室室内内含含尘尘浓浓度度的的公公式式，是是洁洁净净系系统统运运行行后后达达到到稳稳定定时时的的平平衡衡情情况况，系系统统从从刚刚运运行行到到到到达达稳稳定定这这一一段段时时间间，即即自自净净时时间间内内，室室内内的的含含尘尘浓浓度度是是随随时时间间变变化化的的，从从N0变变到到N，应应使使用用瞬瞬时时式式，整整理理后后得得室室内内浓浓度度值值表表达达式为：式为：N为由稳定式计算的室内含尘浓度，为由稳定式计算的室内含尘浓度，N0为初始浓度。为初始浓度。（10-21）对高效净化系统的洁净室对高效净化系统的洁净室所以（所以（10-21）式化成）式化成（10-22）可以设可以设等于比等于比1稍大的数，如为稍大的数，如为1.01，1.03时，可认为时，可认为含尘浓度已达到稳定，如取含尘浓度已达到稳定，如取，由（，由（10-22）式得）式得 （10-2310-23）在单对数坐标纸上为一条直线，在单对数坐标纸上为一条直线，t单位为单位为min（图（图10-10）为为求求自自净净时时间间需需先先求求，N0是是初初始始浓浓度度，如如果果不不是是已已知知，则则需需确确定定，实实际际表表明明，只只要要开开机机前前系系统统已已停停运运几几小小时时，不不管管什什么么样样的的洁洁净净室室N0M(室室外外大大气气)，平平均均达达80%M，为为方方便便计计算算，取取N0=M0，该该公公式式还还可可以以计计算算由由于于突突然然浓浓度度增增加加而而要要恢恢复复到到一一定定浓浓度度所所需需时时间间，如如第第8章章时时讲讲到到25m3洁洁净净室室一一次次进进两两人人，室室内内外外洁洁净净度度差差两两级级，这这时时室室内内浓浓度度上上升升到到，我我们们能能算算出出恢恢复复到到以以同的自净时间，由（同的自净时间，由（10-23）得）得如果洁净室为如果洁净室为1000级，级，n=60次次/h，代入上式：代入上式：min（3）发尘污染时间的计算）发尘污染时间的计算由于发尘污染，污染前的稳定浓度变成为原始浓度由于发尘污染，污染前的稳定浓度变成为原始浓度N0，污染污染后新的浓度是后新的浓度是N，所以所以，这样，（，这样，（10-21）式可改写为）式可改写为（10-24）同同样样可可设设为为略略小小于于1的的数数，如如0.99，认认为为此此时时含含尘尘浓浓度度已已趋趋于稳定。于稳定。（10-25）在单对数坐标纸上也是直线。在单对数坐标纸上也是直线。（4）单向流洁净室的自净时间）单向流洁净室的自净时间单单向向流流洁洁净净室室的的自自净净时时间间很很短短，从从原原理理上上讲讲，根根据据活活塞塞的的原原理理，其其理理想想的的自自净净时时间间应应是是气气流流行行程程除除以以截截面面风风速速（垂垂直直单单向向流流为为高高、水水平平为为沿沿气气流流方方向向长长度度）。但但由由于于室室内内微微粒粒分分布布的的不不均均匀匀，单单向向流流洁洁净净室室在在靠靠近近壁壁面面处处，有有反反向向气气流流，在在过过滤滤器器下下方方也也存存在在气气流流塔塔接接区区，因因此此，某某些些微微粒粒不不能能一一次次随随气气流流排排出出，而而可可能能经经过过两两次次甚甚至至两两次次以以上上的的循循环环后后排排出出，但但这这种种循循环环可可能能只只在在很很小小的的范范围围内内进进行行，这这就就延延长长了了洁洁净净室室的的自自净净时时间间。因因此此，实实际际测测定定的的单单向向流流洁洁净净室室的的自自净净时时间间一一般般长长于于30秒秒。垂垂单单多多在在1min，水水平平则则可可达达2min，若若某某洁洁自自净净时时间间长长达达5min或或更更长长，其其速速度度场场肯肯定定很很不不均均匀匀，乱乱流流度度大大，甚甚至至存存在在渗渗漏隐患，失去单流洁应有功能。漏隐患，失去单流洁应有功能。