酶制劑生產(chǎn)車間室內(nèi)空氣中顆粒污染的數(shù)值與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、近年來(lái)，生物產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，生產(chǎn)環(huán)境中存在的生物顆粒污染問(wèn)題也逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。通風(fēng)是去除顆粒物的一種重要方法，通風(fēng)系統(tǒng)的效果很大程度上決定了顆粒物的污染水平，而計(jì)算流體力學(xué)(Computational Fluid Dynamics，CFD)方法具有成本低、速度快等優(yōu)點(diǎn)，如果分析合理準(zhǔn)確，能夠有效地進(jìn)行工業(yè)通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本課題以某酶制劑生產(chǎn)車間為例，通過(guò)數(shù)值分析和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，研究車間酶顆粒污染狀況及通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性。

2、 在對(duì)湍流流動(dòng)和氣固流動(dòng)計(jì)算方法詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，本文采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型和拉格朗日顆粒計(jì)算模型，通過(guò)非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分方法對(duì)氣固兩相流的控制方程進(jìn)行離散，并就與求解相關(guān)的策略，包括網(wǎng)格劃分和松弛因子的選用、邊界條件處理等要素進(jìn)行了分析和討論。 顆粒的運(yùn)動(dòng)和分布規(guī)律受到諸多因素的影響，包括顆粒物理性質(zhì)、房間幾何特性、顆粒受力情況等，這些因素決定了所要研究的問(wèn)題的特殊性。本文通過(guò)試驗(yàn)、測(cè)試和理論分析相結(jié)合方法，討論了酶顆粒的粒

3、徑、污染源強(qiáng)度、受力等方面的情況，發(fā)現(xiàn)3.0-10.0μm的顆粒物在室內(nèi)環(huán)境中運(yùn)動(dòng)時(shí)主要受到曳力和重力作用，而其他作用力可以忽略不計(jì)；采用質(zhì)量平衡理論預(yù)測(cè)大空間單一污染源的散發(fā)狀況并不可行，本文提出的淘洗裝置能夠用于測(cè)量投料過(guò)程中的顆粒物散發(fā)量。同時(shí)，在對(duì)現(xiàn)有人體暴露模型進(jìn)行充分評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，針對(duì)本文存在單一顆粒污染源的狀況，通過(guò)非穩(wěn)態(tài)計(jì)算對(duì)車間進(jìn)行了危險(xiǎn)等級(jí)劃分，對(duì)工人健康保護(hù)和車間污染控制提供了參考依據(jù)。 本文的研究證明，如

4、果能夠合理劃分計(jì)算網(wǎng)格并輔以較好的數(shù)值控制方法，拉格朗日顆粒計(jì)算模型也可以用于高大工業(yè)廠房，進(jìn)行顆粒物的運(yùn)動(dòng)和傳播規(guī)律的穩(wěn)態(tài)計(jì)算和非穩(wěn)態(tài)計(jì)算，并能夠得到較好的收斂性。通過(guò)相關(guān)后處理程序的編制，能夠方便對(duì)采用Fluent軟件計(jì)算獲得的濃度場(chǎng)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，從而為進(jìn)行局部區(qū)域的數(shù)值研究提供了的必要工具。本文提出分別采用“源”的方法和“匯”的方法在大空間內(nèi)對(duì)不同種類的污染物進(jìn)行控制，對(duì)進(jìn)一步研究大空間工業(yè)廠房的通風(fēng)排污具有一定的指導(dǎo)意義。