عنوان پایان‌نامه
مطالعه اثر تشعشعات فرابنفش در سیستم های فیلتراسیون هوا
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2880;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 69011
- تاریخ دفاع
- ۰۸ دی ۱۳۹۳
- دانشجو
- مصطفی دقه
- استاد راهنما
- حسین شکوهمند
- چکیده
- امروزه سیستم‌های ضدعفونی‌کننده‌ی هوا بکمک تابش فرابنفش درون مجرایی کاربرد بسیاری یافته‌اند و استفاده از آنها روز به روز گسترده‌تر می‌شود. هرچند این سیستم‌ها به تنهایی چندان کاربردی نیستند، مکمل‌های بسیار مناسبی برای دیگر سیستم‌های تهویه از جمله سیستم‌های فیلتراسیون سنتی هستند. پس از جذب ذرات معلق توسط فیلترها، ذرات میکرواورگانیسم موجود در هوا توسط سیستم ضدعفونی فرابنفش خنثی می‌شوند. میزان خنثی شدن ذرات به سرعت هوا، توان لامپ‌ها، نحوه‌ی توزیع میدان شدت تابش و همچنین ضریب حساسیت میکرواورگانیسم‌ها به تابش فرابنفش وابسته است. در این پژوهش به کمک مدل‌سازی عددی جریان دو فازی هوا-میکرواورگانیسم به روش اویلری-لاگرانژی، به بررسی اثر این عوامل بر عملکرد دستگاه پرداخته شده است. مدل‌سازی دستگاه ضدعفونی‌کننده‌ی هوا طی چهار مرحله شامل: 1) مدل‌سازی جریان هوا، 2) مدل‌سازی فاز ناپیوسته‌ی میکرواورگانیسم‌ها، 3) مدل‌سازی میدان شدت تابش و 4) مدل‌سازی خنثی شدن ذرات میکرواورگانسم انجام شد. پس از بررسی چند حالت چینش لامپ‌ها و توان تابش آنها، نتایج حاکی از بهتر بودن عملکرد دستگاه در میدان‌های تابشی همگن‌تر بود. همچنین به دلیل افزایش تعداد ذرات خنثی شده در واحد زمان با افزایش سرعت هوای ورودی، تنظیم سرعت هوا باید با توجه به شرایط عملکرد دستگاه، میزان هوای مورد نیاز و تعداد ذرات میکروب تولید شده در اتاق انجام شود. کلمات کلیدی: تابش فرابنفش؛ ضدعفونی‌سازی؛ جریان دوفازی؛ شبیه‌سازی عددی؛ درون‌مجرایی
- Abstract
- The in-duct ultraviolet germicidal irradiation systems are broadly used nowadays and their utilization is widened every day. Even though these systems are not applicable individually, they are very suitable supplements for the traditional filtration systems. After the suspended particles are absorbed by the filters, the airborne microorganisms are inactivated by the ultraviolet germicidal irradiation system. The amount of inactivated microorganisms is dependent on the air velocity, lamp power, fluence rate distribution, and also germicidal susceptibility of microorganisms. In this paper, these factors are investigated utilizing an air-microorganism two phase numerical model. The UVGI system was modeled in three steps including: 1) modeling the air flow, 2) modeling the discrete phase of particles, 3) modeling the UV intensity field, and 4) modeling the particle inactivation. The eulerian-lagrangian method was used to have more detailed information on the history of each particle. The results from modeling different lamp arrangements and powers showed that the system functions better at more homogeneous irradiation distribution. Since increasing the air flow rate results in increasing of particle inactivation rate, the optimal air velocity shall be adjusted in accordance with the microorganism production rate, and the air quality requirement. Keywords: ultraviolet irradiation, disinfection, two-phase flow, CFD, in-duct.
