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隔离舱室污染气体扩散的大涡模拟研究

2021-06-08刘琦谢承利李伟光刘文川龙新平

中国舰船研究 2021年3期

刘琦,谢承利,李伟光,刘文川,龙新平

1 中国舰船研究设计中心,湖北 武汉 430064

2 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆 400044

3 重庆大学 资源与安全学院,重庆 400044

4 武汉大学 水射流理论与新技术湖北省重点实验室,湖北 武汉 430072

0 引 言

船舶舱室是一个相对密闭的室内环境,其空气品质受污染源、颗粒物、温度、湿度等诸多因素影响。日本“钻石公主”号(Diamond Princess)邮轮新冠病毒感染事件使船舶系统设计人员更加清晰地意识到,必须设计可靠的船舶空气调节和通风系统、建立合理的气流组织,以有效保障舱室的空气品质,从而降低病毒通过空气传播导致交叉感染的风险。

为确保船舶传染病隔离病房内含有病毒的污染空气不侵入周围的洁净空间,通常需要设计负压系统以维持病房内部较低的负压环境。美国疾病控制中心认为,控制气流进出房间的最小压差仅为0.25 Pa,但考虑门开闭和热浮升力效应等影响,推荐隔离房间负压大于2.5 Pa[1]。我国《传染病医院建筑设计规范》[2]规定,负压隔离病房与其相邻及相通的缓冲间、走廊压差应保持不小于5 Pa的负压差。此类准则和规范为相应的负压系统设计提供了重要参考,但是无法准确评估病房内压力波动等实际因素对其内部气流组织和污染物分布的影响,同时缺少针对船舶隔离舱室负压系统设计的相关研究。近年来,计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术已在室内污染物扩散分布研究领域得到广泛应用[3-7]。研究人员基于雷诺平均……

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