شبیه سازی فرایند ضدعفونی سازی هوا با استفاده از لامپ های فرابنفش سقفی

بیش از صد سال است که توانایی پرتو فرابنفش در غیرفعال سازی میکروارگانیسم های بیماری زا مورد توجه قرار گرفته است و از این توانایی در جهت ضدعفونی سازی آب، سطوح و هوا استفاده می شود. آثار سوء پرتو فرابنفش بر پوست و چشم انسان، سبب شد تا ایده ی استفاده از صفحات موازی کننده در مقابل لامپ مطرح شود. این صفحات میدان تشعشع لامپ را به یک لایه ی نازک در بالای اتاق محدود کرده و ساکنین از قرارگیری در معرض پرتو فرابنفش در امان خواهند ماند. پژوهش حاضر به شبیه سازی عددی فرایند غیرفعال سازی میکروارگانیسم های موجود در هوا تحت تابش فرابنفش پرداخته است. محیط حل مسئله، فضایی مشابه با اتاق یک بیمار است. شبیه سازی جریان دوفازی هوا میکروارگانیسم با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی و با اعمال فرض تعامل یک طرفه انجام شده است. همچنین شبیه سازی فاز هوا با دیدگاه اولری و شبیه سازی فاز میکروارگانیسم با دیدگاه لاگرانژی انجام شده است. شبیه سازی میدان تشعشع لامپ با استفاده از نرم افزار ویژوال – که عملکرد آن مبتنی بر روش های ترکیبی تجربی و عددی است – به انجام رسیده است. همچنین به منظور مدل سازی مکانیزم غیرفعال سازی میکروارگانیسم ها از یک مدل نمایی استفاده شده است. نتایج حاصله حاکی از این است که در یک میدان تشعشع معین، با افزایش نرخ تهویه، بازدهی سیستم فرابنفش کاهش می یابد. بنابراین به منظور استفاده از قابلیت ضدعفونی سازی این سیستم ها لازم است تا در نرخ های تهویه بالا از سیستم هایی با میدان تشعشع قوی تر استفاده شود. از دیگر نتایج بدست آمده اینکه توان مصرفی بالای لامپ، الزاماً به معنای بازدهی بالای فرایند ضدعفونی سازی نیست. زیرا میدان تشعشع لامپ علاوه بر توان مصرفی، به عوامل دیگری چون تعداد، جنس، زاویه و فاصله ی بین صفحات بستگی دارد.