洁净空间气流组织模拟

承接各领域洁净空间CFD气流组织分析  199 4191 2022 


  在电子厂房、无尘车间、数据中心和生物医疗等领城,洁净空间是关键设施。这些厂房需要维持特定的洁净度水平及温湿度,以确保产品质量和工艺过程的顺利进行。而房间内的气流组织形式是影响房间洁净度、悬浮粒子颗粒数、温湿度均匀性、压差、空调能耗等的重要因素。为了达到这一目标,在设计阶段或施工深化设计指导阶段利用CFD气流仿真模拟软件对气流组织方案进行有限元模拟分析,理解气流分布和污染物的传播机制至关重要。为设计、优化和管理提供有价值的见解。

气流组织模拟


气流组织模拟案例:

医院病房通风系统设计——气流组织及污染源扩散分析 

  医院的送风排风系统对于传染病医院来说十分重要,为了有效避免因空气流动和污染物排放所导致的交叉感染,在设计送风排风系统时,综合设计和现场状态设立边界条件,运用达索系统领先的XFLOW软件对病房内的空气流动和污染物瞬态分布进行了模拟分析,并基于XFLOW工具计算病人和医护人员位置污染物浓度与气流组织的关系



气流组织方案



气流组织方案

结合现场实施特点,我们讨论制定了四种气流组织方案进行瞬态XFLOW仿真计算。

其中方案A为侧边送风同侧排风.

方案B为侧边顶部送风对侧排风.

方案C为居中送风两侧排风.

方案D为居中送风顶部排风.





分析结果-气流组织分析流线(最佳方案A)

  经过四个方案效果比较,我们发现方案A在病房内部形成了“U”型通风环境,气流从送风管流出,碰到对侧墙壁后改变方向,最后流经两位病人后到达下部回流区,经排风口过滤后排出。在此仅展示A方案云图。

气流组织模拟流线结果


气流组织分析结果-污染物扩散过程(最佳方案A

  方案A布局下“U”型通风环境能够有效将病人呼出污染物送至排风口,XFLOW仿真计算的瞬态动画显示了污染物在房间内扩散过程。

气流组织模拟污染物扩散



气流组织分析结果-室内污染物浓度分布最佳方案A

  经过计算,并统计污染物浓度瞬态变化规律,不同暖通布局对病人和医生位置污染物浓度某瞬态时刻分析结果如下图所示。A/B/C/D方案其中A方案最佳,在此仅展示A方案各高度平面云图。

气流组织模拟污染物浓度


气流组织分析结果-污染物浓度及速度场(最佳方案A

在方案A的气流组织下,缓冲间和病房之间的压差能有效防止污染物会扩散到缓冲间。

气流组织模拟速度场云图


气流组织模拟总结

根据以上气流组织分析,我们可以得出以下结论:

1、在设计工况下,四种气流组织方案中同侧送风排风效果最好;

2、污染物浓度分布和病房气流速度场并不一致,设计时尚应考虑污染物浓度分布和气流走向。

3、病房送风口下方三角区域浓度偏高,建议医护人员尽量远离该区域。


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