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洁净手术室优化设计及研究

作　者: 王洪飞
导　师: 周俊波
学　校: 北京化工大学
专　业: 流体机械及工程
关键词: 洁净手术室数值模拟气流组织动态特性
分类号: TU834
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 23次
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内容摘要

洁净手术室的设立是为了尽可能的降低手术过程中的感染率,而控制术后感染率的关键在于避免手术过程中切口的感染。因此各国对此都进行了大量的研究,取得了一些成果,在此基础上相继颁布了各自的手术室设计、使用规范,极大的推动了洁净手术室技术的发展。本课题从手术室施工建设实例出发,详细介绍了手术室洁净空调系统的设计施工及优化措施,并针对其中Ⅰ级手术室回风口不能连续居中对称布置的情况,运用CFD技术模拟相应条件下的室内气流组织状况,提出了优化设计措施以及最佳操作工况,在工程完工后对其进行检测,并且与模拟结果进行对比,发现结果很接近。在此基础上研究了无影灯对于气流组织的影响,模拟了动态情况下的室内参数。模拟结果显示,风速度大小对室内气流组织的影响比较大,手术室数值模拟和现场测试结果均显示,当送风口非对称布置时当送风速度到达0.43m/s时,工作面风速才能达到0.27m/s,略大于送风速度为0.39～0.42m/s工作面风速就能达到的0.27m/s经验值。室内安装无影灯对于局部送风区域的气流组织影响比较大,即在条件允许的情况下无影灯安装高度越高,外形尺寸越小,对下方的气流组织影响越小,当无影灯上表面采用流线型设计时,其下方气流组织明显优于上表面为平面时的气流组织。当无影灯采用流线型设计,外径小于600mm时,其下方明显涡流区的高度小于0.5m,即当无影灯安装高度大于0.5m时,其对工作区的影响比较小。当送风速度为0.43m/s时,局部送风区室内人员散发的颗粒污染物影响范围明显小于周边区,在距离人体15cm左右的地方浓度减小到10粒/L以下,在周边区距离人体50cm左右的地方浓度减小到10粒/L以下,证明局部送风对于保持关键区域的洁净度作用明显。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-14
第一章绪论  14-24
  1.1 研究背景  14
  1.2 洁净室技术的发展历程  14-19
    1.2.1 起步阶段  14-15
    1.2.2 发展阶段  15-16
    1.2.3 洁净室技术发展现状  16-18
    1.2.4 我国洁净手术室发展历程  18-19
  1.3 国内外研究动态  19-20
  1.4 课题研究内容  20-24
    1.4.1 研究目的及意义  20-21
    1.4.2 研究内容与方法  21-24
第二章室内模拟理论基础  24-30
  2.1 洁净室内气流模拟的物理模型  24-25
  2.2 洁净室内气流组织模拟的数学模型  25-30
    2.2.1 控制方程  26-27
    2.2.2 方程的封闭  27-29
    2.2.3 方程的离散求解  29-30
第三章基于CFD技术的洁净手术室气流组织优化设计  30-40
  3.1 洁净手术室通风系统设计  30-39
    3.1.1 手术室概况  30
    3.1.2 手术室平面布局设计  30-31
    3.1.3 空调冷热负荷  31-34
    3.1.4 空调机组配置  34-37
    3.1.5 空调送风装置  37-38
    3.1.6 空调自控系统  38-39
  3.2 本章小结  39-40
第四章 Ⅰ级手术室静态工况分析  40-58
  4.1 实体手术室数值模拟  40-51
    4.1.1 手术室简介  40-41
    4.1.2 手术室模型建立  41-42
    4.1.3 模拟结果分析  42-51
  4.2 手术室检测实验  51-56
    4.2.1 手术室尺寸及检测设备  52
    4.2.2 检测方法  52-54
    4.2.3 检测结果  54-56
  4.3 本章小结  56-58
第五章洁净手术室气流组织的CFD模拟  58-76
  5.1 洁净手术部气流组织的影响因素  58-59
    5.1.1 送风方式的影响  58
    5.1.2 室内障碍物得影响  58-59
    5.1.3 诱导现象  59
  5.2 无影灯对室内气流的影响  59-66
    5.2.1 不同无影灯外形对室内气流组织的影响  60-62
    5.2.2 不同无影灯安装高度对室内气流组织的影响  62-64
    5.2.3 不同尺寸无影灯即双灯布置对室内气流组织的影响  64-66
  5.3 手术室动态特性模拟  66-74
    5.3.1 模拟工况  67
    5.3.2 模拟结果分析  67-74
  5.4 本章小结  74-76
第六章结论  76-78
参考文献  78-82
致谢  82-84
研究成果及发表的学术论文  84-86
作者及导师简介  86

洁净手术室优化设计及研究

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