生物安全柜的氣流模擬和分析.pdf

1、近年來(lái)，由于多起流行性疾病和生物實(shí)驗(yàn)室事故的發(fā)生，人們逐漸開(kāi)始注意到生物試驗(yàn)安全的重要性，加大了對(duì)生物試驗(yàn)安全設(shè)施的研究，并且出臺(tái)了針對(duì)生物安全和人員保護(hù)的一些相關(guān)規(guī)定。生物安全柜作為一種主要的保護(hù)手段，開(kāi)始廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、制藥、微生物、生物實(shí)驗(yàn)、遺傳工程等方面。 現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)生物安全柜大都是基于美國(guó)NSF49標(biāo)準(zhǔn)和《中華人民共和國(guó)醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的．生物安全柜的主要作用是保護(hù)試驗(yàn)樣本、操作人員和環(huán)境，而影響它的主要因素

2、有前窗流入氣流、下降氣流和排氣系統(tǒng)等，前窗流入氣流防止柜體內(nèi)氣流發(fā)生外溢以至于柜體內(nèi)的有害物質(zhì)對(duì)操作人員和環(huán)境產(chǎn)生危害，下降氣流則對(duì)柜體內(nèi)的空氣有一個(gè)沖涮的作用，維持柜體內(nèi)的空氣流動(dòng)狀態(tài)和潔凈度。 怎么樣組織氣流才能夠提高安全柜的安全性，前窗氣流最小值和最大值分別可以取多少?前窗氣流速度大小對(duì)實(shí)際操作區(qū)的影響是什么?本文與國(guó)內(nèi)先進(jìn)的生物安全柜制造商合作，從制造商提出的問(wèn)題出發(fā)，考慮怎么樣更有效的組織柜體氣流以提高安全性，研究流入

3、氣流與實(shí)際操作區(qū)的關(guān)系，并且對(duì)生物安全柜優(yōu)化的可能性進(jìn)行研究試驗(yàn)。 本文主要采用模擬和試驗(yàn)相結(jié)合的方法。首先對(duì)現(xiàn)有安全柜進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，在實(shí)際測(cè)量中發(fā)現(xiàn)普通探頭和無(wú)方向探頭測(cè)得的數(shù)據(jù)差別較大，并做了進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析。然后通過(guò)Gambit和Fluent建立起計(jì)算機(jī)模型，解決了模型水槽和頂部模型分區(qū)和簡(jiǎn)化的過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，并將模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較以確定安全柜模型正確性，最后通過(guò)安全柜計(jì)算機(jī)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)安全柜前窗流入氣流取值范

4、圍優(yōu)化的研究。 本文分析了普通探頭和無(wú)方向探頭之間的差異，并得出兩者平均差異在10％左右的結(jié)論，建議精確測(cè)量采用無(wú)方向探頭，與此同時(shí)，對(duì)普通探頭誤差大的原因也作了初步分析。最后通過(guò)對(duì)模型的分析得出了前窗流入氣流的最佳取值應(yīng)該為0.98m/s左右，并得出了在頂部下降氣流流速分布情況不發(fā)生變化的情況下，隨著前窗流入氣流在0.62m/s～1.4m/s之間逐漸增大時(shí)操作區(qū)域氣流穩(wěn)定性的變化過(guò)程。 本研究注重模擬與試驗(yàn)的結(jié)合，對(duì)現(xiàn)