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时jian:2020-02-27  来源:chejian净hua工程|食品净huachejian|洁净蕑hi鮯hi|洁净实yanshi-ji南金贝娱乐下zai净hua工程有xian公司  浏览次数: 102 次
文章简jie:bai级洁净cengliu蕑hi鮯hi利用CFD 糺i跫扑惴鏻iang, 1  概述 《医院洁净蕑hi醪縥ian设标准》颁布至今yi经有yi年多liao,《标准》对于gui范洁净蕑hi醪可杓破餯aoliao重yao的作用。 对于暖通空调领yu来说,《标准》中对于不同deng级的蕑hi醪康慕

1  概述

《医院洁净蕑hi醪縥ian设标准》颁布至今yi经有yi年多liao,《标准》对于gui范洁净蕑hi醪可杓破餯aoliao重yao的作用。

对于暖通空调领yu来说,《标准》中对于不同deng级的蕑hi醪康慕嗑粂ao求、song风liangyao求、沉降菌浓度yao求都作liao明确的gui定, 使设计工作有据可依。

但是, 对于bai级洁净cengliu蕑hi鮯hi,《标准》中未对song风liang作chu明确的gui定, 只是对工作截mian平jun风su提chuliao0 .25 ~ 0.3m/s的风suyao求, 众所周zhi, 我guo洁净蕑hi醪可杓剖腔趜huliu区kong制li论的, 对于cengliu蕑hi鮯hisong风danyuanzhezhongsong风形式, 又不可能利用射liu公式jin行计算, 因此, 笔者zai湘雅医院cengliu蕑hi鮯hi设计中利用CFD 糺i鮦in行数值模拟计算。

2  cengliu蕑hi鮯hijian模

医院蕑hi醪縥ian筑平mian如图1 所shi, cengliu蕑hi鮯himian积为9150×5600m2 , diao顶下ceng高3 .0m, cengliu蕑hi鮯hideng级为I 级, 空调气liu组织形式为顶song侧回, 回风口为8 个, diju0.1m , 风口大xiao为1000×300m2 , 蕑hi跆╦u地1 .0m , 尺cun为0.6×1.8m2

考虑dao蕑hi豕讨蟹⒕莝hi内发菌liang的zhuyao来源, 笔者用12 个长方柱表shi12 个医务人员。为保证模拟的准确性,笔者采用四miantifei结构网格划分方法jian模, 该模型的模拟结guo即所谓静态测试的结guo, jian模后结guo如图2 所shi。

3  数謉ao扑隳P图氨呓缣跫?/p>

3 .1 数謉ao扑隳P厅/p>

zai暖通空调领yuCFD 计算中, 普遍采的是K -e shuang方程模型, zaiben模拟中也不例外, xian于篇幅, 关于该模型的详细jie绍, ben文不再赘述, 请can阅相关文献[ 1] 。

zai菌落模拟和浓度场模拟中有几个假设, (1)菌落秊i歉阶庞诨襝henshang的, 计算中用其附着的灰chen轨迹作为菌落的轨迹。(2)不考虑温度的影响, 即hulue温差驱动力。(3)根据有关文献, 地mian8m2 的发chenliang和发菌liangyi个人员的发chen发菌相当, 人静止的发菌liang为300 个/(人·min), 发chenliang为105 个/min, 发chenliangbi例顶peng:qiangmian:地mian=1 :5:100。(5)因为灰chen的ti积占气titi积的bi例微乎其微, 可以ren为对气liuliu场没有影响, 因此, 模拟中采用fei耦合计算。模拟浓度场和菌落场的基ben方程为动liang方程(X 方xiang)

其中FD=18μ/(D2pρpCc)

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

式謝iaoˇ恕 为分子平jun自由程;

u ——— 空气su度;

up ——— 粒子su度;

gx——— 重力;

ρp ——— 粒子密度;

ρ——— 空气密度;

Fx ——— 其ta驱动力;

Dp ——— 粒子謆en蝶

μ——— 动力粘zhi系数;

Re ——— lei诺数;

3 .2 边界条件处li

a、qiangti边界条件:

qiangtisu度边界条件采用与wenliu核心区不同的数学模型,将边界ceng划分为粘性diceng和对数律ceng, 数学模型为:

式謝iaok ———Karman chang数, 取0 .42

E——— 经yan数值, 取9 .81。

Up ——— 网格diansu度。

Kp ——— 网格dian湍动能。

yp ——— 网格dian与qiangmian的ju离。

μ——— liutiwenliu粘zhi系数。

浓度场模拟中, 为简hua计算, 假设微粒和qiangtizhijian的碰譪an耘鲎? 无动liang和能liang损失。

b 、风口边界条件

song风danyuan模型

严格来讲, song风danyuan的数值模型应该是相当复杂的, 首先, 洁净气liu经song风danyuanjinru房jian应该是个动liang守heng的过程, er从另yi方mian考虑, song风danyuan的气liujinru房jian, song风断mianzai离开kong板后su度应该减xiao, 所以动liang似乎是减xiaoliao。zhe两方mian看起来是feichang复杂的, 不能用不可压的模型来miao述, erzai我们暖通领yu的模拟中, 往往不考虑气ti的可压suo性, 所以会dao致zhezhongmao盾的现xiang。根据某song风danyuan厂家的测试结论, bai级洁净shisong风danyuan下0.3m 断miansong风su度大致为0.47m/s, zheyi结guobi厂家用Q(风liang)/A(song风danyuanmian积)计算er得的song风su秗en嗖畈淮螓为简hua模型, 笔者采用Q/ A 作为song风danyuan以下的song风su度。

浓度模拟中, 定义该边界条件为逃逸边界条件。

回风口模型

回风口为8 个1 ×0.3m2 的方型回风口, 每个回风口回风liang占总liang的12.5 %。假设回风口man足充分发展段wenliuchu口模型。浓度模拟中, 此边界条件襝an右荼呓缣跫Ⅻ/p>

4  计算结guo分xi

4 .1 su度场模拟结guo分xi

ben模拟的zhuyao目的是yan究song风liang对工作mian风su的影响,为蕑hi醯目盏魃杓铺峁┮谰荨<扑闶狈直鸺扑鉲iao0.41m/ s、0 .45m/ s、0 .48m/ s、0.50m/ s、0.52m/ s、0.54m/ s 时其工作miansu度场分布, 模拟结guo如图3 、4、5 所shi。

综合模拟结guo, 将工作miansu度极值会cheng图6 所shi的曲线, 由模拟结guo可以看chu(1)zaichu口风su的0.48m/ s 时, 工作mian平jun风su基ben可以达dao《标准》中提chu的0.25 ~ 0.3m/ s。(2)从曲线图可以注意dao, 随着chu口风su的增大, 工作mian风su增大的su度逐渐减慢, 也就是说, 曲于受dao蕑hi醮脖呓缣跫挠跋? 增加chu口风su来提高工作mian风su是不经ji的, 莥i嵩靋hengkaojin工作mian附jin区yusu度ti度增大, 蕑hi跚鴖hang方产生吹风gan。(3)从song风danyuan模型可以看chu, 由于chu口风su的确定方法是Q/A, erkong板song风的song风su度是shao大于zhe个风su的,因此, 模拟风liang应该是设计的保守风liang。

4 .2 落菌数模拟结guo分xi

模拟结guo中, 显shi工作区yujunman足bai级的落菌yao求bai级的落菌yao求(5 个/m3)。由模拟结guo可见, zaibai级洁净蕑hi跎杓浦? 落菌liangyi不是设计需yao考虑的zhuyao问题liao, zai如此大的cengliusong风环jing下, 工作区shen至部穤hong鼙咔寄躮an足落菌liangyao求。

4 .3 hanchenliang模拟结guo分xi

从模拟结guo来看,(1)zaisong风su度0.41m/ s 以shang时, 蕑hi跚ぷ鱩ian高度的hanchenliang基ben都yao以man足bai级yao求(≥0.5μm的微粒数目xiao于deng于35×100 个)。(2)由于人员是房jianzhuyao的chen源zhiyi, 所以, 人员对工作mian浓度分布影响较大, 如图所shi, zai人员周围较大范围内不能gou达daobai级洁净yao求。(3)模拟结guo显shi, 实ji运行过程中, shi内浓度分布和zhuliu区kong制li论lue有不同, zai蕑hi跆ê腿嗽眤hijian存zaiyi个污峰区, yao减少zhe个区yu的影响, 有必yao对医务人员jin行cengliu蕑hi鮯hi的使用方mian的培训, 尽liang减少对zhuliu区liu型的破huai。

5  结论

(1)通过结洁净cengliu蕑hi鮯hi的数值模拟, 笔者ren为0.48m/ s 的song风su度(风liang10782m3/h)可以man足《标准》中对蕑hi豕ぷ鱩ian断mian风su的yao求。

(2)zai0 .48m/ s 的song风风su情kuang下, 工作区的hanchen浓度和落菌liang完全可以man足bai级cengliu蕑hi鮯hi的洁净度yao求。

(3)由于人员对cengliu蕑hi鮯hi洁净度有很大影响, 应对医务人员jin行必yao的cengliu蕑hi鮯hi使用培训。 

can考文献

1  颜伟.顶song四角回风气liu组织形式的CFD 分xi.jian筑热能通风空调, 2002(2)

2  xu钟麟deng.zhuliu区li论———我guo医院洁净蕑hi鮵ao求集中布置song风口的li论基础.暖通空调,2001(5)

3  张彦guodeng.不同song风mian积下洁净shi浓度场的数值模拟分xi.jian筑科学, 1999(6)

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