Nghiên cứu CFD về tối ưu thiết kế phòng cách ly bệnh truyền nhiễm qua không khí

Mathematical Problems in Engineering - Tập 2022 - Trang 1-10 - 2022
Thanh Long Le1,2,3, Tan Tien Nguyen1,2,3, Trung Tin Kieu1,3
1Faculty of Mechanical Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology (HCMUT), 268 Ly Thuong Kiet Street, District 10, Ho Chi Minh, Vietnam
2National Key Laboratory of Digital Control and System Engineering (DCSELab), HCMUT, 268 Ly Thuong Kiet Street, District 10, Ho Chi Minh, Vietnam
3Vietnam National University Ho Chi Minh City, Linh Trung Ward, Thu Duc City, Ho Chi Minh, Vietnam

Tóm tắt

Phòng cách ly bệnh truyền nhiễm qua không khí (AII) được sử dụng để cách ly các bệnh nhân mắc bệnh truyền nhiễm mạnh và giữ cho các tác nhân gây bệnh được phát tán ở mức tối thiểu nhằm giảm thiểu nguy cơ lây nhiễm chéo. Bài báo này đề xuất một khái niệm về phòng AII được xây dựng từ hai container vận chuyển nhằm giải quyết tình trạng thiếu giường bệnh trong bối cảnh dịch bệnh COVID-19 lan rộng trên toàn cầu. Hệ thống được đề xuất bao gồm phòng cách ly chính, phòng chờ và nhà vệ sinh cùng với các khu vực chức năng khác. Hơn nữa, phòng cách ly chính đã được mô hình hóa với các thành phần quan trọng như cửa gió cung cấp không khí, hệ thống thoát khí, bệnh nhân và giường bệnh. Phương pháp động lực học chất lỏng tính toán (CFD) dựa trên phương pháp thể tích hữu hạn (FVM) được sử dụng để giải quyết các phương trình điều khiển ba chiều. Nồng độ CO2 được sử dụng để xác định nồng độ tác nhân ô nhiễm truyền nhiễm trong không khí trong phòng. Do đó, việc kiểm soát lây nhiễm có thể được đánh giá thông qua số lần thay đổi không khí mỗi giờ (ACH). Những kết quả số cho thấy nhiệt độ phòng được duy trì ở mức 24°C, phù hợp cho người ở trong phòng. Dòng không khí laminar di chuyển xuống sàn sau khi rời khỏi cửa gió cung cấp không khí trên trần, tạo ra các mô hình tuần hoàn trong toàn bộ phòng. Khi đánh giá hiệu quả của các hệ thống thông gió để loại bỏ các tác nhân ô nhiễm qua không khí dựa trên các số liệu ACH khác nhau, nồng độ CO2 trong phòng đã giảm xuống còn 581 ppm, 477 ppm và 438 ppm trong các trường hợp 12 ACH, 24 ACH và 48 ACH tương ứng. Kết quả cho thấy, số lần thay đổi không khí mỗi giờ càng lớn thì hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm càng cao. Điều này đã làm nền tảng cho việc đánh giá và tối ưu hóa hệ thống thông gió của phòng áp lực âm di động.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1016/j.envres.2020.109819

10.1016/j.scs.2021.103350

10.1016/j.envres.2021.111910

10.1016/j.jenvman.2021.112392

10.1016/j.jobe.2021.103246

10.1016/j.envres.2021.111361

10.1016/j.envint.2020.105832

10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.12.056

10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.11.098

10.1016/j.applthermaleng.2017.04.073

10.1080/10407782.2020.1814603

T.-L. Le, 2021, A CFD study on hydraulic and disinfection efficiencies of the body sterilization chamber, Annals of the Romanian Society for Cell Biology, 25, 3998

10.3390/fluids6070252

10.1016/j.envint.2021.106872

10.1016/j.scitotenv.2020.142090

10.1016/j.chaos.2020.110294

10.1080/23744731.2016.1222212

10.1016/j.buildenv.2012.09.011

10.1016/j.ajic.2020.09.014

10.1016/j.buildenv.2006.08.008

P. Mahajan, 2018, Airflow simulation of an isolation room using CFD technique, International Journal of Pure and Applied Mathematics, 118, 4261

S. Jacob, 2019, Design and simulation of isolation room for a hospital, Advances in Fluid and Thermal Engineering, 75, 10.1007/978-981-13-6416-7_8

10.3390/healthcare9081081

10.1016/j.applthermaleng.2018.11.023

10.3390/app11167450

10.3390/healthcare9111500

10.1016/j.applthermaleng.2008.07.009

10.1016/j.heliyon.2021.e08153

10.1016/j.scitotenv.2021.151349

10.1016/j.ajic.2021.11.017

10.1016/j.atmosenv.2019.04.015

Thông tin
Thông tin xuất bản

Mathematical Problems in Engineering

Tập 2022

1-10

Thông tin tác giả