Ⅱ級生物安全柜和傳遞窗氣流模擬優(yōu)化設計.pdf

1、生物安全柜是一種負壓過濾排風柜，主要用于生物安全實驗室和其他實驗室的生物安全防護，可以防止操作者和環(huán)境實驗過程中產(chǎn)生的生物氣溶膠；對操作人員、產(chǎn)品及產(chǎn)品間交叉污染和環(huán)境提供安全保護。如今國內(nèi)應用最廣泛的生物安全柜是Ⅱ級生物安全柜，Ⅲ級生物安全柜也開始普遍起來。隨著生物安全柜的使用暴露出一些標準中未曾提及的問題，也因此國內(nèi)關(guān)于生物安全柜的研究越來越多。
　　 目前Ⅱ級生物安全柜操作區(qū)內(nèi)通常為四面格柵出流方式，但卻存在著不可忽略的問

2、題。在論文《生物安全柜氣流模擬及優(yōu)化設計》中對四面格柵出流的Ⅱ級生物安全柜進行了分析，得出該生物安全柜結(jié)構(gòu)會由于格柵分布位置而存在氣流分割線，在操作區(qū)內(nèi)產(chǎn)生三角形氣流空白區(qū)域，進而很可能產(chǎn)生交叉感染，對生物安全柜的安全有很大的影響。為了解決論文《生物安全柜氣流模擬及優(yōu)化設計》中的問題并進一步對生物安全柜進行優(yōu)化分析，本文通過改變生物安全柜操作區(qū)內(nèi)四面格柵出流方式改為臺面小孔滿布方式，以及將操作區(qū)中高效過濾器面積最大化，首先由上海瑞仰凈化

3、有限公司提供的Ⅱ級A2型生物安全柜測量得到實驗數(shù)據(jù)，然后運用CFD軟件模擬生物安全柜內(nèi)氣流組織，從氣流流線、氣流速度等高線和手臂影響等方面進行比較分析，并在此基礎(chǔ)上對安全柜可操作區(qū)范圍進行定義。
　　 研究結(jié)果表明：生物安全柜四面格柵出流更改為臺面孔板出流，且高效過濾器占操作區(qū)橫截面比例由一般80％達到94.2％后，相比較：操作區(qū)下降氣流流線豎直向下，沒有產(chǎn)生氣流分割線，消除了三角形氣流空白區(qū)域，臺面下方產(chǎn)生的湍流由臺面上方轉(zhuǎn)到

4、臺面下方，操作區(qū)氣流更加穩(wěn)定。安全柜內(nèi)手臂影響模擬得到四面格柵出流方式手臂下方漩渦半徑明顯大于手臂半徑，會產(chǎn)生交叉感染；相比孔板出流沒有產(chǎn)生氣流交叉現(xiàn)象，避免了交叉感染的發(fā)生。得出孔板出流優(yōu)于四面格柵出流的結(jié)論。另外，高效過濾器的最大化使得操作區(qū)邊壁效應減小，不僅優(yōu)化了操作區(qū)氣流流線，也擴大了安全柜內(nèi)可操作區(qū)范圍。在此基礎(chǔ)上根據(jù)操作區(qū)不同高度氣流等高線變化，將安全柜操作區(qū)中可操作區(qū)范圍定義為距離左右壁面及后壁面30mm，距前窗150mm