传染性隔离病房的气流组织与负压控制数值研究

论文题目: 传染性隔离病房的气流组织与负压控制数值研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 建筑技术科学

作者: 嵇赟喆

导师: 涂光备

关键词: 飞沫,负压,示踪气体,动网格,相对排污效率,开门方式

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 医院内传染性呼吸道疾病患者通过喷嚏、咳嗽等剧烈的呼吸活动释放带致病菌的飞沫,如不加以控制,致病菌会通过空气传播导致医院传染。传染性隔离病房是控制传染源,切断空气传播途径的关键设施,本文从病房的气流组织和压差控制两个方面进行数值研究。根据污染源的释放特性,建立有瞬态污染源和稳态污染源的病房模型。模拟一次性释放污染物的排除过程,比较换气次数、气流组织对该过程的影响。模拟稳态释放污染物的浓度分布,从气流组织、送风温度和采暖方式等方面比较,对气流组织进行优化。对不同气流组织下气态污染物和颗粒污染物的分布进行模拟,分析两种污染物分布差异及其原因。对病房气流组织的排污效率进行评价,考察气流组织和污染源的相互影响,在此基础上提出污染源指标,评价污染源对某位置的污染程度。通过模拟计算,得到不同缝隙下渗透风量和通过缝隙压降之间的函数关系式,以及函数关系中流量系数和缝隙几何特性之间的关系。模拟计算病房开启状态下开门断面上气流速度的分布,为在开门断面形成定向气流,通过调节通风系统送、排风量增加通过开门断面流入病房的空气量,比较不同调节气流方式对形成定向气流的效果。采用动网格技术,主要采用二维简化病房模型,模拟不同开门方式(内开、外开或推拉)引起的流场、压力场变化。模拟病房内有污染物时,人员进入全过程污染物的扩散,评价不同开门方向对污染物扩散的影响。在某部队传染性隔离病房进行一系列试验,以验证所采用的模型及相关参数的可靠性。模拟病房门关闭和全开启状态的流场、压力场,与实测值吻合较好。在病房内释放示踪气体CO2,稳定时测点的浓度和停止释放后浓度的衰减过程,测试值和模拟值吻合较好。用三维病房模型模拟门撤去后示踪气体的扩散,以及用二维简化模型模拟开门过程污染物的扩散,两者的结合和实测的前室浓度变化值吻合较好。对病房气流组织和压差控制相关方面的研究结果,对隔离病房的通风方式的设计具有一定的指导意义。

论文目录:

第一章绪论

1.1 前言

1.2 传染性隔离病房的研究及存在的问题

1.3 计算流体力学(CFD)的发展概况

1.4 CFD 的模拟研究现状及本课题的意义

1.5 本课题的主要研究内容

第二章 CFD 理论基础及方程模型

2.1 传热和流体流动问题的数值方法

2.2 传热与流体流动问题数值计算的主要环节

2.3 控制方程

2.4 方程的离散

2.5 瞬态计算时间的离散

2.6 网格生成

第三章隔离病房流场和温度场的模拟

3.1 隔离病房模型的建立

3.2 气流组织

3.3 模拟中使用的相关参数的设定

3.4 模拟结果的讨论与分析

第四章气流组织和排污效率研究

4.1 污染源

4.2 非稳定污染源

4.3 稳态污染源

4.4 排污效率评估

第五章压差控制研究

5.1 压差和渗透风量

5.2 模拟研究渗透参数

5.3 门全开状态

5.4 开门过程的动态研究

第六章模拟可靠性的验证试验

6.1 速度场和压力场的验证

6.2 污染物分布的模拟验证

6.3 开门状态的模拟验证

6.4 开、关门污染物扩散的模拟和验证

第七章结论

7.1 主要结论

7.2 创新点

7.3 工作展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢

发布时间: 2006-05-24

参考文献

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[3].高大空间气流组织的数值模拟与实验研究[D]. 任艳莉.天津大学2012
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传染性隔离病房的气流组织与负压控制数值研究

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