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回风口的设置对高等级级洁净层流手术室的影响
发布时间：2025-02-03
来源：安徽维高环境科技 浏览次数：79
摘要:采用高雷诺数K-ε二方程模型,在保证Ⅰ级洁净手术室工作区洁净度、送风速度的前提下,对Ⅰ级洁净手术室中回风口大小对其乱流度的影响进行了数值模拟,得出了可用回风口大小的范围,为Ⅰ级洁净手术室的设计提供了依据。
引言
对于一个成功的洁净层流手术室,既要保证工作区的洁净度、工作区内速度大小,又要保证工作区内速度的均匀度,即:乱流度。下面从保证工作区内乱流度角度出发,对Ⅰ级洁净手术室中回风口大小进行了研究,以便在实际工程中能够得到应用。
1计算的物理模型和数学模型
对物理模型作了如下假设:
1)手术室内无内热源,外壁绝热;2)送风气体为不可压气体、稳态流动;3)污染源散发的粒子无质量。
其数学模型为:
1)连续性方程:
2)动量方程:
3)紊流脉动动能方程:
4)紊流能量耗散率方程:
5)浓度方程:
式中:ui———速度矢量, m/s ;
P———压力, Pa ;
vt———紊流粘性系数, m2/s,
v———运动粘性系数, m2/s ;
C———空气含尘浓度,粒/m3;
Q———污染物发生率,粒/(m3?s)。
各系数取值如下:
C1=1.44 , C2=1.92 ,Ck=1 .00, Cε=1 .30, Cμ=0 .09, Cc=1 .00。
2算例设计
手术室布置图如图1所示,乱流度计算点如图2所示。
3结果分析
乱流度是表明Ⅰ级洁净手术室的一项重要指标,其基本作用是为了说明速度场的离散程度,用于不同速度场的比较。其基本表达式如下:
式中:vpj———工作区内速度的平均值, m/s ,;
vi———工作区内各节点的速度值, m/s ;
β———乱流度;
K———工作区内节点总数。
工作区各点乱流度计算结果如表1所示。
为了分析方便,将表1拟合成曲线,如图3、图4所示。
对于Ⅰ级洁净手术室而言,乱流度不宜大于0 .25。由图3、图4可以看出:当回风口的高度分别为200 mm、250 mm时,随着回风口长度的增加,Ⅰ级洁净手术室工作区的乱流度先减小后增大,由此可以说明,在Ⅰ级洁净手术室中,回风口过长或者过短都会对乱流度产生影响。由图3可以看出,当乱流度小于0.25时,回风口的长度范围为2 448 mm～2 750 mm ;由图4可以看出,当乱流度小于0.25时,回风口的长度范围为2 452 mm～2 746 mm。由此数据可以看出:当回风口高度增加时,会使工作区的乱流度或多或少有所增加。因此,在设计回风口时,尽可能要减小回风口的高度。另外,在Ⅰ级洁净手术室中,回风口高度为200 mm、250 mm时,回风口的面积能够满足风量的要求,因此设计回风口时,尽量使回风口的长度保持在2 448 mm～2 746 mm范围以内。
4结语
Ⅰ级洁净手术室空调设计时,尽可能减小回风口的高度,并且使回风口的长度保持在2 448 mm～2 746 mm范围以内。
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