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病房空气净化消毒器气流模型仿真与分析
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摘要：室内气流分布特性决定了空气中颗粒性污染物的运动状态。本文针对病房带毒带菌颗粒性污染物浓度控制要求，采用CFD技术，利用室内零方程湍流模型，仿真分析了不同风量、不同送风角度和不同回风口面积下空气净化消毒器在病房内所产生的室内气流模型分布特性。研究表明，以室内颗粒性污染物浓度为控制目标的房间中间斜上送风、下部回风的气流组织形式，对给定房间，不仅能满足室内气流模型要求，而且其风量存在一最优范围；室内气流分布特性随着空气净化消毒器送风角度的增加而变差，送风角度存在上限值，否则在房间内将产生上升气流；回风口面积的变化对室内气流分布特性影响不大，但对回风口阻力影响较大。该研究结果为空气净化消毒器和空调器的研制及其运行控制提供了理论依据。
关键词：净化消毒器 颗粒污染物 湍流模型 送回风方式 数值仿真
1.前言
SARS的出现，引起了人们对病房净化消毒和通风空调问题的高度重视，以CFD技术为核心的数值仿真技术，是研究和解决该类问题的有效方法之一。赵彬等采用数值计算方法分析了自然通风条件下，外区房间生物颗粒运动情况及其对内区相邻房间的影响[1]，同时又研究了置换通风、混合通风及自然通风下室内生物颗粒的分布规律[2]，Murakami和Holmberg等人也研究了通风室内颗粒运动和分布规律，均取得了较好的效果[3,4]。藤井修二的研究表明[5]，室内空气中尘埃粒子的运动状态是由有组织气流所决定的，即尘埃粒子跟随气流一起运动。根据这一结论及病毒细菌微生物学特性，作者提出了病房空气中病毒细菌高效滤床捕集远红外热力消毒方法，研制了病房空气净化消毒器，并进行了相关试验研究[6]。病房空气净化消毒器在病房内通过制造有组织气流来实现病房空气的循环净化和动态消毒，因此，室内有组织气流模型分布特性直接关系到其对带毒带菌颗粒性污染物的捕集效果，关系到空气净化消毒效果。为研究该问题，本文利用AirPak软件，对空气净化消毒器在病房内产生的室内气流模型进行仿真模拟，一方面分析气流模型能否满足设计要求，另一方面为消毒器结构参数的优化设计和运行控制提供理论依据。
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