
1、主流(liú)區概念及不(bú)均勻分布濃度計算
主流區的概念(niàn):在(zài)亂流潔淨室(shì)內,在送風口下方一個範圍內為主流區,其(qí)潔淨度zui高;在回風口附近有一很小的回(huí)風口區(qū),其潔淨度可以高於也可以低於室內平均濃度,這要視不均勻(yún)分布係數
大於或小(xiǎo)於1而定,但是(shì)它等(děng)於理論的均勻分布時(
)的(de)室內平均濃度;此外,在送風口兩(liǎng)側(cè)的其它區域是(shì)含有(yǒu)渦(wō)流的紊流區域,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(fèn)布見下圖:
根據主流區概念,對於末端(duān)為高(gāo)效過(guò)濾器的潔淨空(kōng)間,由於送風濃度極小,因而有:
不(bú)均(jun1)勻分布的室(shì)平均濃(nóng)度
主流區濃度
渦流區濃度
回風口區濃(nóng)度
式中,
為不(bú)均勻分布係數,
;
為主流區不均勻分布係數(shù),
;
為渦流區不均勻分布係數,
;
為回風(fēng)口區不均(jun1)勻分布係數,
;
n為換氣次數;
N為均(jun1)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為主流區發塵量占全室發塵量的(de)比例;
φ為主流區的引帶係數;
為(wéi)渦流區容積占全室容積之比。
2、主流區(qū)汙染度
說明回風口區(qū)濃(nóng)度就是均勻分布時的總平(píng)均濃度,研究成果已指出應把工作區置於主流區下,為了判定(dìng)集中布置送風口並使工作區布置在主流區下與常規分散布置相比的*程度,有以(yǐ)下幾種考慮:
(1)這一程度用主流(liú)區濃度與室(shì)平(píng)均濃度(dù)之比即
來表達,因為室平均濃度中(zhōng)包括主流區濃度,則從比值上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(shí),對(duì)室平均濃度的認同易(yì)產生分歧,因為在主流區內的測(cè)點應占多少和各自加(jiā)權係數有關,不好確定,因而可操作性不強。
(2)這一(yī)程度用主流區濃度與回風口濃度或均勻分布時室平均濃度之比即
表達,也就是用
表達。雖然有可操作性,即回風口區濃度可測出來,但因(yīn)為工作點不可能布置在回(huí)風口區,它們(men)之比不是zui受關心的。
(3)這一(yī)程度用主流區濃度(dù)與渦流區即周(zhōu)邊區(qū)濃度之比即
表達,則能比較清楚的說明問題。渦(wō)流區是指主流區(qū)兩側含有(yǒu)渦流區(qū)的紊(wěn)流區,它的濃度就代表除了主流區和回風口以外的室內(nèi)其它主(zhǔ)要區域的濃度, 也就是主要為主流區周邊地(dì)區的濃度。所以
可以反映出工作區內和非工作區內的濃度差別。同時,這兩區的(de)濃(nóng)度都可以按區布點分別測定。
3、分級計算
(1)送風麵積
既然送(sòng)風集中於工作區,則送風麵積的大小很重要。送風麵積太大則風量要求太大(dà)或在一定風量下風速太低,造價高;太小則影響對工(gōng)作區的保護。現(xiàn)在分三種情況:低、中間和zui高的標準(zhǔn)。低標準(zhǔn)是把僅包括手術台的工作區包籠在(zài)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(lǜ)弱射流氣流邊界的混摻和削弱現象,邊界可有(yǒu)10.7°角的縮小。根(gēn)據無影燈類別,室內淨高為2.9~3m,手術台高0.8m,人(rén)體切口高(gāo)度(dù)0.3m,工作麵高1.1m,則每邊縮(suō)小距離為[(2.9~3)m-1.1m] tan10.7°=0.34~0.36m。
(2)發菌量
發菌量不是(shì)按人(rén)員密度計算的,要直接算。室(shì)內(nèi)表麵發菌量還沒(méi)有直接數據,可參考表麵發塵量。即設8m2地麵所代表的表麵的發菌量,相當於1個人靜止時的發菌量。人靜止發菌量大可取300個/(人.min),測(cè)定人員按2名考慮,則總發菌量為(室麵(miàn)積8m2+2)*300個/min。
(3)係數
φ按送風麵滿布比,依次取0.4,1.3,0.26,0.2;β按送風麵滿布比,依次取0.7,0.65,0.8,0.85;Vb/V按送風麵滿布比(bǐ),依次取0.45,0.65,0.32,0.24。
計算結果如下:
如果送風口滿布比很大,β達到0.95,標(biāo)準兩側滿布(bù)回風口,φ=0.05,則(zé)
=0.095,可算出(chū)
≈0.048,則
=1.98,可知周邊區濃度約是主流區的20倍,如果主流區屬於100級(jí)範疇,則周邊區在(zài)1000級範圍之內。
4、結論
由於手術區是手術室發塵集中的地點,按主(zhǔ)流區理論,若將這一區域置於主流區內,則(zé)對提高(gāo)主(zhǔ)流區和全室的潔淨度大有好處。計算結果表(biǎo)明,將工業潔淨室均勻布置送風口(1000級換氣次(cì)數標準)改為集中布置送(sòng)風(fēng)口,則可在手術區達到100級(jí)的(de)效果,而(ér)周邊區則為1000級。依次類推,關鍵區域均可提(tí)高一級。要(yào)說明的是,為了縮短手術的時間,采用了(le)自淨換氣次數概念,上述手術室的1000,10000,100000級換氣次數比常規的略(luè)高,而對於(yú)非手術室房(fáng)間則比常規(guī)的要小。