
1、主(zhǔ)流區概念及不均勻分布濃度計算
主流區的概念:在亂流潔淨室內,在(zài)送風(fēng)口下(xià)方一(yī)個範圍(wéi)內為主流區,其(qí)潔淨(jìng)度zui高;在回風口附近有一很小的回風(fēng)口區,其(qí)潔淨度(dù)可(kě)以(yǐ)高於(yú)也可以低於室內平均濃(nóng)度(dù),這要視不均(jun1)勻分布係數
大於或小於1而定,但是它等(děng)於理論的均(jun1)勻分布時(
)的室內平均濃度;此外,在送風(fēng)口兩側的其它區域是含有渦流的紊流區域(yù),習慣簡稱渦流區,其潔淨度明顯低於中心的(de)主流區。三區不均勻分布見下圖:
根據主流區概念,對於末端為高效過濾器(qì)的潔淨空間,由於送風濃度極小,因而有(yǒu):
不均勻分布(bù)的(de)室平均濃度
主流區濃度
渦流區濃度
回風口區濃度
式中,
為不均勻分布係數,
;
為主流區不均勻分布係數(shù),
;
為渦流區不(bú)均(jun1)勻分布係數,
;
為回風口區不均勻(yún)分布係數(shù),
;
n為(wéi)換氣次數;
N為均勻分布的室平均濃度,
;
Ns為送風濃度;
G為單位容積發塵量;
β為主流(liú)區發塵量占全室發塵量的比例;
φ為主流區的引帶係(xì)數;
為渦流區容積占全室容積(jī)之比(bǐ)。
2、主流區汙染度
說明回風口區濃度就是均勻(yún)分布時的總平均濃度,研究成果已指出應把工(gōng)作區置於主流區下,為了(le)判定集中布置(zhì)送風口並使(shǐ)工(gōng)作(zuò)區布置在主流區下(xià)與常規分散布置相比的*程度,有以下幾(jǐ)種考慮:
(1)這一(yī)程度用主流(liú)區濃度與室平均濃度之比即(jí)
來表達,因為室(shì)平均(jun1)濃度中包(bāo)括主流區濃度,則從比值上(shàng)可能反映不出主流區的*。同時,當采用集(jí)中布置送風口的主流區方案時,對(duì)室平均濃度的認同易(yì)產生分歧,因(yīn)為在主流區(qū)內的測點應占多少和各自加(jiā)權係數有(yǒu)關,不好確定,因而可操(cāo)作性不強。
(2)這一程度(dù)用主流區濃度與回(huí)風口濃度或均勻分布時(shí)室平(píng)均濃度之比即
表達,也就是用
表達。雖然(rán)有可操作性,即回風口區濃度可測(cè)出來,但因為工作點不可能布置在回風口區,它們之比不是zui受關心(xīn)的。
(3)這一程(chéng)度用主流區濃度與渦流區即周邊區濃度(dù)之比即
表達,則(zé)能比(bǐ)較清(qīng)楚的說明問(wèn)題。渦流區是指主流區兩側含有渦流區的紊流區,它的濃度就代表除了主流區和回風口以外的室(shì)內其它主要區(qū)域的濃度, 也就是主要為(wéi)主流區周邊地區的濃度。所以
可以反映出工作(zuò)區內和非工作區內的濃度差別。同時,這兩區的濃度都可以按區布點分別測定(dìng)。
3、分級計算
(1)送風麵積
既然送風集中於工作區(qū),則送風麵積的大小(xiǎo)很重要。送風麵積(jī)太大則風量要求太大或(huò)在一(yī)定風量下風速太低,造價高;太小則影響對工作區的保護。現在分三種情況:低、中間(jiān)和(hé)zui高的標準。低標準是把僅包(bāo)括手(shǒu)術台的工(gōng)作區包籠在主流區內,中間標準是包括手術台外圍0.6m的區域,zui高標準可包括手術台側邊外0.9m的區域。這裏應考慮弱(ruò)射流氣流邊界的(de)混摻(chān)和削弱現象,邊界可有10.7°角的縮小。根據無影燈類別(bié),室內淨高為2.9~3m,手術台高0.8m,人體切(qiē)口(kǒu)高度0.3m,工作麵高1.1m,則每邊縮小距離為[(2.9~3)m-1.1m] tan10.7°=0.34~0.36m。
(2)發菌量(liàng)
發菌(jun1)量不是按人員密度計算的,要直接算(suàn)。室內表麵(miàn)發菌量還沒有直接數據,可參考表麵發塵(chén)量。即設8m2地麵所代表的表麵的發菌量,相(xiàng)當於1個(gè)人靜(jìng)止時的發菌量。人靜止發菌量(liàng)大可取300個/(人.min),測(cè)定人員按2名考慮,則總發菌量為(室麵積8m2+2)*300個(gè)/min。
(3)係數
φ按(àn)送風麵滿布比,依次取0.4,1.3,0.26,0.2;β按送風麵滿布比(bǐ),依次取0.7,0.65,0.8,0.85;Vb/V按送風(fēng)麵滿布比,依次取0.45,0.65,0.32,0.24。
計算結(jié)果如下:
如(rú)果送風口滿(mǎn)布比很大,β達到(dào)0.95,標準兩側滿布回風口,φ=0.05,則
=0.095,可算出
≈0.048,則
=1.98,可知周邊區濃度約是主流區的20倍,如果主流(liú)區屬於100級範疇,則周邊(biān)區在1000級範圍之內。
4、結(jié)論(lùn)
由於手術區是手術室發塵集中的地點,按主流(liú)區理論(lùn),若將這一區域置於主(zhǔ)流區內,則對提高主(zhǔ)流區和全室的潔淨度(dù)大有好處。計算結果表明,將工業(yè)潔淨室均勻布置送(sòng)風口(1000級換氣次數(shù)標準(zhǔn))改為集中布置送風(fēng)口,則可在(zài)手術區(qū)達到100級的效果,而周邊(biān)區則為1000級。依次類推,關鍵(jiàn)區域均可提高一級(jí)。要說明的是,為了縮短手(shǒu)術的時間,采用了(le)自淨換氣次數概念,上述手術(shù)室的1000,10000,100000級換氣次數比常規的略高,而對於(yú)非手術室房間則比常規(guī)的要小。