洁净实验室工程-成都手术室净化-无尘车间装修-四川华锐净化公司-洁净室专业厂家

2009年至今十余年行業經驗
全國咨詢熱線:18980800355

廣安百級潔凈層流手術室利用CFD 技術計算風量

發布時間:2023-02-24 21:26:36 人氣:8746

百級潔凈層流手術室利用CFD 技術計算風量百級潔凈層流手術室利用CFD 技術計算風量

1? 概述

《醫院潔凈手術部建設標準》頒布至今已經有一年多了,《標準》對于規范潔凈手術部設計起到了重要的作用。

對于暖通空調領域來說,《標準》中對于不同等級的手術部的潔凈要求、送風量要求、沉降菌濃度要求都作了明確的規定,?使設計工作有據可依。

但是,?對于百級潔凈層流手術室,《標準》中未對送風量作出明確的規定,?只是對工作截面平均風速提出了0 .25?~?0.3m/s的風速要求,?眾所周知,?我國潔凈手術部設計是基于主流區控制理論的,?對于層流手術室送風單元這種送風形式,?又不可能利用射流公式進行計算,?因此,?筆者在湘雅醫院層流手術室設計中利用CFD?技術進行數值模擬計算。

2? 層流手術室建模

醫院手術部建筑平面如圖1?所示, 層流手術室面積為9150×5600m2?,?吊頂下層高3 .0m,?層流手術室等級為I?級,?空調氣流組織形式為頂送側回,?回風口為8?個,?底距0.1m ,?風口大小為1000×300m2?,?手術臺距地1 .0m ,?尺寸為0.6×1.8m2?。

考慮到手術過程中發菌是室內發菌量的主要來源,?筆者用12?個長方柱表示12?個醫務人員。為保證模擬的準確性,筆者采用四面體非結構網格劃分方法建模,?該模型的模擬結果即所謂靜態測試的結果,?建模后結果如圖2?所示。

3? 數值計算模型及邊界條件

3 .1 數值計算模型

在暖通空調領域CFD?計算中,?普遍采的是K -e?雙方程模型,?在本模擬中也不例外,?限于篇幅,?關于該模型的詳細介紹,?本文不再贅述,請參閱相關文獻[ 1]?。

在菌落模擬和濃度場模擬中有幾個假設, (1)菌落都是附著于灰塵上的,?計算中用其附著的灰塵軌跡作為菌落的軌跡。(2)不考慮溫度的影響,?即忽略溫差驅動力。(3)根據有關文獻,?地面8m2?的發塵量和發菌量一個人員的發塵發菌相當,?人靜止的發菌量為300?個/(人?min),?發塵量為105?個/min,?發塵量比例頂棚:墻面:地面=1 :5:100。(5)因為灰塵的體積占氣體體積的比例微乎其微,?可以認為對氣流流場沒有影響,?因此,?模擬中采用非耦合計算。模擬濃度場和菌落場的基本方程為動量方程(X?方向)

其中FD=18μ/(D2pρpCc)

Cc?=1 +2λ/Dp[ 1 .257+0.4exp(-1.1(Dp/2λ))]

式中 λ———?為分子平均自由程;

u?———?空氣速度;

up?———?粒子速度;

gx?———?重力;

ρp?———?粒子密度;

ρ———?空氣密度;

Fx?———?其它驅動力;

Dp?———?粒子直徑;

μ———?動力粘滯系數;

Re?———?雷諾數;

3 .2 邊界條件處理

a、墻體邊界條件:

墻體速度邊界條件采用與紊流核心區不同的數學模型,將邊界層劃分為粘性底層和對數律層,?數學模型為:

式中 Ck?———Karman?常數,?取0 .42

E———?經驗數值,?取9 .81。

Up?———?網格點速度。

Kp?———?網格點湍動能。

yp?———?網格點與墻面的距離。

μ———?流體紊流粘滯系數。

濃度場模擬中,?為簡化計算,?假設微粒和墻體之間的碰撞為彈性碰撞,?無動量和能量損失。

b?、風口邊界條件

送風單元模型

嚴格來講,?送風單元的數值模型應該是相當復雜的,?首先,?潔凈氣流經送風單元進入房間應該是個動量守恒的過程,?而從另一方面考慮,?送風單元的氣流進入房間,?送風斷面在離開孔板后速度應該減小,?所以動量似乎是減小了。這兩方面看起來是非常復雜的,?不能用不可壓的模型來描述,?而在我們暖通領域的模擬中,?往往不考慮氣體的可壓縮性,?所以會導致這種矛盾的現象。根據某送風單元廠家的測試結論,?百級送風單元(www..com)下0.3m?斷面送風速度大致為0.47m/s,這一結果比廠家用Q(風量)/A(送風單元面積)計算而得的送風速度相差不大;為簡化模型,?筆者采用Q/ A?作為送風單元以下的送風速度。

濃度模擬中,?定義該邊界條件為逃逸邊界條件。

回風口模型

回風口為8?個1?×0.3m2?的方型回風口,?每個回風口回風量占總量的12.5 %。假設回風口滿足充分發展段紊流出口模型。濃度模擬中,此邊界條件也為逃逸邊界條件。

4? 計算結果分析

4 .1 速度場模擬結果分析

本模擬的主要目的是研究送風量對工作面風速的影響,為手術的空調設計提供依據。計算時分別計算了0.41m/ s、0 .45m/ s、0 .48m/ s、0.50m/ s、0.52m/ s、0.54m/ s?時其工作面速度場分布,?模擬結果如圖3?、4、5?所示。

???

? ? ? ? ? ? ??

綜合模擬結果,?將工作面速度極值會成圖6?所示的曲線,?由模擬結果可以看出(1)在出口風速的0.48m/ s?時,?工作面平均風速基本可以達到《標準》中提出的0.25?~?0.3m/ s。(2)從曲線圖可以注意到,?隨著出口風速的增大,?工作面風速增大的速度逐漸減慢,?也就是說,?曲于受到手術床邊界條件的影響,?增加出口風速來提高工作面風速是不經濟的,?且會造成靠近工作面附近區域速度梯度增大,?手術區上方產生吹風感。(3)從送風單元模型可以看出,?由于出口風速的確定方法是Q/A,?而孔板送風的送風速度是稍大于這個風速的,因此,模擬風量應該是設計的保守風量。

??

?

4 .2 落菌數模擬結果分析

模擬結果中,?顯示工作區域均滿足百級的落菌要求百級的落菌要求(5?個/m3)。由模擬結果可見,?在百級潔凈手術設計中,?落菌量已不是設計需要考慮的主要問題了,?在如此大的層流送風環境下,?工作區甚至部分周邊區都能滿足落菌量要求。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

4?.3 含塵量模擬結果分析

從模擬結果來看,(1)在送風速度0.41m/ s?以上時,?手術區工作面高度的含塵量基本都要以滿足百級要求(≥0.5μm的微粒數目小于等于35×100?個)。(2)由于人員是房間主要的塵源之一,?所以,?人員對工作面濃度分布影響較大,?如圖所示,?在人員周圍較大范圍內不能夠達到百級潔凈要求。(3)模擬結果顯示,?實際運行過程中,?室內濃度分布和主流區控制理論略有不同,?在手術臺和人員之間存在一個污峰區,?要減少這個區域的影響,?有必要對醫務人員進行層流手術室的使用方面的培訓,?盡量減少對主流區流型的破壞。

5? 結論

(1)通過結潔凈層流手術室的數值模擬,?筆者認為0.48m/ s?的送風速度(風量10782m3/h)可以滿足《標準》中對手術工作面斷面風速的要求。

(2)在0 .48m/ s?的送風風速情況下,?工作區的含塵濃度和落菌量完全可以滿足百級層流手術室的潔凈度要求。

(3)由于人員對層流手術室潔凈度有很大影響,?應對醫務人員進行必要的層流手術室使用培訓。

在線客服
聯系方式

熱線電話

18980800355

上班時間

周一到周五

公司電話

18980800355

二維碼
主站蜘蛛池模板: H型钢切割机,相贯线切割机,数控钻床,数控平面钻,钢结构设备,槽钢切割机,角钢切割机,翻转机,拼焊矫一体机 | 吨袋包装机|吨包秤|吨包机|集装袋包装机-烟台华恩科技 | 脑钠肽-白介素4|白介素8试剂盒-研域(上海)化学试剂有限公司 | 猪I型/II型胶原-五克隆合剂-细胞冻存培养基-北京博蕾德科技发展有限公司 | 深圳市源和塑胶电子有限公司-首页 | 刑事律师_深圳著名刑事辩护律师_王平聚【清华博士|刑法教授】 | 整车VOC采样环境舱-甲醛VOC预处理舱-多舱法VOC检测环境仓-上海科绿特科技仪器有限公司 | 闭端端子|弹簧螺式接线头|防水接线头|插线式接线头|端子台|电源线扣+护线套|印刷电路板型端子台|金笔电子代理商-上海拓胜电气有限公司 | 成都APP开发-成都App定制-成都app开发公司-【未来久】 | 耐高温风管_耐高温软管_食品级软管_吸尘管_钢丝软管_卫生级软管_塑料波纹管-东莞市鑫翔宇软管有限公司 | MES系统工业智能终端_生产管理看板/安灯/ESOP/静电监控_讯鹏科技 | 青州开防盗门锁-配汽车芯片钥匙-保险箱钥匙-吉祥修锁店 | 北京网站建设首页,做网站选【优站网】,专注北京网站建设,北京网站推广,天津网站建设,天津网站推广,小程序,手机APP的开发。 | 除尘器布袋骨架,除尘器滤袋,除尘器骨架,电磁脉冲阀膜片,卸灰阀,螺旋输送机-泊头市天润环保机械设备有限公司 | 酒店品牌设计-酒店vi设计-酒店标识设计【国际级】VI策划公司 | 烽火安全网_加密软件、神盾软件官网 | 电动打包机_气动打包机_钢带捆扎机_废纸打包机_手动捆扎机 | 硬质合金模具_硬质合金非标定制_硬面加工「生产厂家」-西迪技术股份有限公司 | 一体化污水处理设备,一体化污水设备厂家-宜兴市福源水处理设备有限公司 | ASA膜,ASA共挤料,篷布色母料-青岛未来化学有限公司 | 扬尘在线监测系统_工地噪声扬尘检测仪_扬尘监测系统_贝塔射线扬尘监测设备「风途物联网科技」 | Honsberg流量计-Greisinger真空表-气压计-上海欧臻机电设备有限公司 | 数控走心机-双主轴走心机厂家-南京建克| 中矗模型-深圳中矗模型设计有限公司| 除甲醛公司-甲醛检测治理-杭州创绿家环保科技有限公司-室内空气净化十大品牌 | 安徽免检低氮锅炉_合肥燃油锅炉_安徽蒸汽发生器_合肥燃气锅炉-合肥扬诺锅炉有限公司 | 软文发布-新闻发布推广平台-代写文章-网络广告营销-自助发稿公司媒介星 | 龙门加工中心-数控龙门加工中心厂家价格-山东海特数控机床有限公司_龙门加工中心-数控龙门加工中心厂家价格-山东海特数控机床有限公司 | 上海小程序开发-上海小程序制作公司-上海网站建设-公众号开发运营-软件外包公司-咏熠科技 | 电缆故障测试仪_电缆故障定位仪_探测仪_检测仪器_陕西意联电气厂家 | 量子管通环-自清洗过滤器-全自动反冲洗过滤器-北京罗伦过滤技术集团有限公司 | 东莞精密模具加工,精密连接器模具零件,自動機零件,冶工具加工-益久精密 | 煤机配件厂家_刮板机配件_链轮轴组_河南双志机械设备有限公司 | 干式磁选机_湿式磁选机_粉体除铁器-潍坊国铭矿山设备有限公司 | 全自动在线分板机_铣刀式在线分板机_曲线分板机_PCB分板机-东莞市亿协自动化设备有限公司 | 玉米深加工设备|玉米加工机械|玉米加工设备|玉米深加工机械-河南成立粮油机械有限公司 | 坏男孩影院-提供最新电影_动漫_综艺_电视剧_迅雷免费电影最新观看 | 东莞ERP软件_广州云ERP_中山ERP_台湾工厂erp系统-广东顺景软件科技有限公司 | ★塑料拖链__工程拖链__电缆拖链__钢制拖链 - 【上海闵彬】 | 周易算网-八字测算网 - 周易算网-宝宝起名取名测名字周易八字测算网 | 精密冲床,高速冲床等冲压设备生产商-常州晋志德压力机厂 |