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dangqian所zaiwei置: 首页 ? 中心 ? 顶送侧回百级jie净手术shi模拟she计fang法

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时间:2020-03-02  来yuan:che间净化gongcheng|shi品净化che间|jie净手术shi|jie净实yanshi-济南金贝娱乐下载净化gongcheng有xian公si  浏览次shu: 107 次
文誰u蚪椋裹/span>顶送侧回百级jie净手术shi模拟she计fang法,   摘要:襶uan曜糑 - εwenliu模型为基础, 对顶送———相对两侧墙底部回风百级jie净手术shikong调系蚦he膕hi内liu场分布进行了CFD模拟研究, 得出liu场特性分布gui律, 并提出优化she计参shu。 关键

  摘要:襶uan曜糑 - εwenliu模型为基础, 对顶送———相对两侧墙底部回风百级jie净手术shikong调系蚦he膕hi内liu场分布进行了CFD模拟研究, 得出liu场特性分布gui律, 并提出优化she计参shu。

关键ci:jie净shi;shu值模拟;liu场

秡a诎偌秊ie净手术shi, 《医院jie净手术部建筑技术guifan》中对gong作截面平均风速提出了0.25 ~ 0.3m /s的要求, 另外对回风口和排风口的风速也做出明quegui定。采用AIRPAK2.1专襠eng砑允导蕐un行的百级jie净手术shi的liu场进行模拟, 分xi动tai手术shi的气liu控制效果。研究藅ou鏻iang对gong作截面风速的影响, yiyan证she计是否符合guifan要求, 并为jie净手术shi的kong调she计提供依据。CFD(Compu ter Flu id Dynam ics)即计算liu体动li学, 是进行“三传”(传re、传謘heng⒍痩iang传递)及ran烧、duo相liu和化学反应研究的重要技术, 广fan应用于re能动li、土木水li、暖通kong调及航kong航天deng诸duogongcheng领域, kong气jie净及qi模拟与预测是CFD 技术应

用的重要领域之一。

1 guifan中对百级jie净手术shi的相关要求[1]

(1) Ⅰ ~ Ⅲ级jie净手术shi内集中布置于手术tai上fang的藅ou缈? 应使包kuo手术tai的一定qu域处于jie净气liu形成的主liuqu内。秡a诎偌秊ie净手术shi, 藅ou缈诿婊Σ坏陀?.4m×2.6m =6.24m2 , 并不应超过qi1.2倍。

(2)下部回风口洞口上边高度不应超过地面之上0.5m, 洞口下边离地面不应低于0.1m。shi内回风口速度不应大于1.6m/s。

(3)jie净手术shibi须she上部排风口, qiwei置yizai病人tou侧的顶部。排风口进风速度应不大于2m/s。

(4)gong作qu截面风速的检yan应符合下lie要求:Ⅰ gong作面高度截面平均风速v 应为0.25 ~0.3 m/s。v应按蟣v郊扑恸。qi中, vi 为每个测点的速度;K 为测点shu。Ⅱ测点fan围为藅ou缈趜hengtou影qu边界0. 12m内的面积, 均匀布点, 测点平面布置见图1。测点高度距地0. 8m, wu手术tai或gong作面zu隔, 测点间距不应大于0. 3 m。dang有不能yi动的zu隔时, 测点可抬高至zu隔面之上0. 25 m。

2 shu值模拟的shu学模型及计算fang法

2. 1 研究对xiangwu理模型的建立

文献[1] 提出了li用主liuqu作gong作qu的思路, 藅ou缈趜hi接布置于手术tai上fang。采用局部集中藅ou鏵ang式, 将最jie净的kong气送至关键部wei。手术shi模型如图2所示, 面积为8m×6 m, 吊顶下层高3.0m。手术tai距地面0.8 m, 尺寸为0.6 m ×1.8 m。kong调气liu组织形式为顶送侧回, 顶部集中布置藅ou缈? 相对两侧墙下部均匀布置回风口。藅ou缈谖?.6m ×2.4m, 排风口为0.5m ×0.5m。回风口为8个, 下部距地面0.1m, 风口大小为1.0m ×0.3m。手术tai周围均匀布置8个医务人yuan, 模型中用8个changfang体来表示。

2. 2 qian提和假she[ 2]

shi内气liu为不可压suo常wu性niu顿liu体。围护结构juere, shi内医务人yuan可作为内reyuan。jie净shi内的liu场、压li场均视为准稳tai。

2. 3 基本fangcheng和计算fang法

jie净手术shi内的kong气liu动一般为湍liu, kong气的liu动满足lian续性fangcheng、动liangfangcheng和能liangfangcheng。采用目qianzaishu值模拟fang面较为常用的K - ε双fangcheng湍liu模型, 通过求jie湍能K 和湍能hao散lvε的shuyunfangcheng得到湍liu粘性系shu。秡a趂angcheng的离散和求jie采用控制体积法。控制体积法又称为有xian体积法, qi基本思想是将计算qu域hua分为许duo互不重叠的wang格, 即控制体积, 然后将偏微分fangcheng对每一个控制体积积分。这zhongfang法的特点是所得到的jie将精que地满足整个计算qu域内任he一组控制体积。本次计算用到的fangcheng如下[ 2] :

(1)lian续性fangcheng

(2)动liangfangcheng

(3)wenliu脉动动能fangcheng

(4)wenliu能lianghao散lvfangcheng

qi中, μi 为速度矢liang;P 为压li, v为yun动粘性系shu;vt 为wenliu粘性系shu。i, j =1, 2, 3。C1 , C2 , Cε, Ck , Cμ,Cc均为常shu, qiqu值穤hi鹞?1.44 , 1.92, 1. 3, 1, 1, 0.09。

2. 4 wang格的生成

A irpak中有两zhong类型的wang格:zhengliu面体和zheng四面体wang格。zhengliu面体wang格适用于jue大部分情况。秡a诟磟a的几he模型, 如qiu体或椭qiu体, 采用zheng四面体wang格更为合蕇hengai本次模拟中, 模型均为zhengfang体或changfang体, 所yi采用了zhengliu面体wang格。zai满足wang格足够细密的基础上, 尽liangjianshaowang格shuliangyijianshao计算liang, 提高收lian的稳定性, 因此, zai速度ti度大的地fang, wang格要足够细密, 同时尽liangjianshaoti度小的地fang的wang格shu。X , Y, Z fang向wang格的最大chang秖uezhi餾he为0.5 m, 0.1m, 0.1m。相邻wu体间至shaohua分3个wang格,每个wu体的每个边至shaohua分2个wang格。此次模拟共生成72 990个节点, 66571个wang格, wang格hua分如图3所示。

2. 5 边界条件的处理

(1)秡a诠潭╞i面边界, 由于bi面的作用, zai离bi面henjin的qu域内粘性li起主要作用, 所yi用低雷诺shu法处理jinbiqu域内的wenliu, zaibi面附jinhua分wang格进行计算, 应满足Vx =Vy =Vz =0,K =0, ε=0(Vx 、Vy 、Vz 为各fang向上的速秖ue謑iang)。

(2)藅ou缈羸Vx =Vz =0, Vy =入口风速, c =0,K =0. 04, ε=0. 008 。

(3)回风口:应满足 K / n =0; ε/ n =0; c / n =0(n为bi面外法线fang向) 。

2. 6 离散求jie的相关参shushe定

湍liu模型为标准k - ε双fangcheng模型;liu动收lian准则为0. 001;能liang收lian准则为1 ×10-6 ;压li离散格式为质liangli加权法;温度离散格式为二阶迎风格式;动liang离散格式均为一阶迎风格式;欠松弛系shu为0.3~ 1.0 ;压liAMG 求jie格式为V 类型;温度(动liang、k、ε)AMG 求jie格式均为Flex类型。

3 shu值模拟结果与分xi

3. 1 不同藅ou缢俣认碌膅ong作qu速秖ue植纪稽/p>

gen据guifan的有关gui定, 将gong作qu定为y =1. 15m 处的xoz面。zai藅ou缢俣quezhi鹞?. 35m /s、0. 4m /s、0. 45m /s、0. 5m /s时gong作qu速秖ue植挤zhi鹑缤?所示。

zong合yi上模拟结果, 将藅ou缢俣扔胂嘤Φ膅ong作截面极值速度绘成图5所示曲线[ 3] 。xu要说明的是:A IRPAK 后处理时, 可shu出模型中任yi指定坐标点的变liang值。zai本次模拟计算中, 可按照图1布置测点, shu出各点的速度值, 再求得gong作qu平均速秖uⅫ/p>

由图4、图5可yi看出, 随着藅ou缢俣鹊脑龃? gong作qu速度也随之增大。另外, dang藅ou缢俣任?. 35 ~ 0. 45m /s时, gong作面平均风速zai0. 25 ~ 0. 3 m /s, 基本可襶uan锏絞uifan要求。因此, zai今后的jie净手术shikong调she计中, 推荐使用此藅ou缢俣quⅫ/p>

3. 2 断面liu场分xi

jie净手术shi的气liu组织与一般kong调房间有所不同, 要求将最干净的kong气送到操作部wei, yixian制和jianshao对gong作qu的污染。因此, 要尽liangjianshao涡liuqu, 避免将gong作quyi外的污染带入gong作qu;gong作qu的气liu分布要尽liang均詑u4幽D饨峁醒u具有代表性的断面进行分xi。图6 ~图9藅ou缢俣染?. 4 m /s。由图6和图7可yi看出, 藅ou缈趜heng下fang至手术tai上fangqu域(主liuqu)fan围内气liuwu横向扩散, 主liuliu线jin似平行, 基本为单向liu, 满足guifan要求。由图8可yi看出, 排风口离藅ou缈诰嗬虢显? 且排风速度较小(0. 9 m /s), 排风秠untou鏻iu场影响不大, 可见排风口布置是合适的。

zai实际she计中应注yi排风口与藅ou缈诘木嗬牒团欧缢俣? yi免发生气liu短路现xiang。由图9可yi看出, 手术taiyi下qu域由于回风影响, 气liufang向发生了明显的qing斜。zai手术tai下fang及医务人yuan身后也存zai一个不稳定涡liuqu, yi堆积污染wu, dang有人yuan走动时会对tai面造成威胁, 因此, 可zai此类手术tai加上gong作tai布。

4 结论

(1)通过对百级jie净手术shi的shu值模拟, 较zhen实地反映了该jie净手术shi的liu场分布情况, 证实了标准中部分技术参shufan围(如:藅ou缢俣qu⑴欧缢俣quong作面平均风速deng)的可操作性和合理性。

(2)模拟结果表明, 标准k -ε双fangcheng模型适用于jie净shiliu场的shu值模拟研究。

(3)此类jie净手术shizai藅ou缈谖?.6m ×2.4m 时, 藅ou缢俣葃i为0.35 ~ 0.45m /s, gong作面平均风速基本da到guifan要求, 过高的藅ou缢俣冉崾箂hi内涡liuqu增大, 可能造成污染wu随气liu向更大的kong间扩散。

参 考 文 献

[1] GB50333 - 2002, 医院jie净手术部建筑技术guifan[ S] .

[2] 鞠shuo华, 周zu东. 上侧藅ou纭嘞虏炕胤鏹ie净shi的shu值模拟[ J] . jie净与kong调技术, 2000(4):6 ~ 10

[3] yan伟. CFD技术zai百级jie净手术shishe计中的应用[ J] . 建筑re能通风kong调, 2002(6):56 ~ 62

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