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基于CFD实验动物房气流环境系统的优化研究

蒋新波  
【摘要】:21世纪是生命科学时代,各国之间在生命科学高技术领域展开了激烈竞争。 实验动物是生命科学发展的基础和重要支撑条件,生物、医学、制药、化工、农 业、环保、航天、商检、军工等研究以及药品安全评价、效果实验均离不开实验 动物;在科学研究中,实验动物被称为活的“精密仪器”,国际间的学术交流、成 果评价、产品质量评定,都要求使用相同标准的实验动物。实验动物房作为实验 动物生长和生活的环境,也越来越受到科学家们的重视,实验动物房环境质量是 实验动物品质和质量的最基本保证,随着GMP规范(GMP是Good Manufacturing Practices的缩写,中文名为《药品生产质量规范》)的进一步实施和生命科学的进 一步发展,实验动物房环境控制的重要作用也在一步一步的体现。 与常规空调相比,由于实验动物房的发展历史不长,实验动物房洁净空调系 统在实践中有许多问题还没有得到妥善的处理和引起足够的重视,普遍存在的问 题是在系统的设计中为了达到洁净标准而未考虑节能,导致能源浪费大;另外还 存在在实际饲养条件下的气流环境控制效果欠佳、验收标准模糊等实际问题。这 些问题都牵涉到实验动物房内部的洁净度控制,并直接影响到实验动物的质量。 本课题的研究目的旨在实现节能的基础上优化实验动物房室内气流环境,提 高实验动物的质量。本文在全面总结和阐述实验动物房及其环境控制的历史、现 状与发展趋势的基础上,结合某一实际工程,首次通过CFD对实验动物房的气流 环境控制问题进行详尽的研究,通过实测与模拟分析来研究洁净度、气流组织与 换气次数的关系,并对该实验动物房的运行和管理进行了跟踪测试,从而找到合 适的气流组织形式和换气次数,形成一套实用的气流组织和压差控制方案,达到 洁净和节能的目的,为规范制定、工程设计和施工、环境控制系统的运行管理等 提供参考。 本文的研究主要有下面几个方面: 1、以实际工程的作为切入点,介绍了现行的典型实验动物房的室内气流组织 形式,通过CFD模拟,分析比较了方形风口上送下回式、条形风口上送下回式、 条形风口异侧送回式、条形同侧送回式、平行流等几种不同的气流组织方式的净 化效果,并详细分析了笼架摆放方式的影响。经技术经济分析表明,实验动物房


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