负压吸引管道管径的分析与计算

负压吸引管道管径的分析与计算

马玉涛

马玉涛（中国中元国际工程公司，北京10089）

MAYu-tao

(ChinaIPPRinternationalengineeringcorporation,Beijing100089)

【摘要】：医院负压吸引系统跟供氧系统同样是关系到病人的生命安全的医用气体供应系统,在医院的治疗和抢救过程中发挥着至关重要的作用。目前计算负压吸引管径的公式繁多，但脱离实际。由于负压管道内气体流动状态复杂，参数无标准数据，负压系统管径的计算是负压系统设计中的一个难点。本文根据流体力学理论，推导出了负压吸引管道的计算公式，该公式解决了实际工程中负压吸引管道管径的选用问题。

【Abstract】:Thesameastheoxygensupplysystem,hospitalvacuumsystemisalsorelatedtopatientsafety,inthehospitaltreatmentandrescueprocessplaysacrucialroles.Theformulastocalculatethevacuumpipediameterarevarious,butmostofthemarereality.Duetothevacuumgasflowstateiscomplex,andnostandarddata,calculatingthediameterofthevacuumsystemisadifficultyintheengineeringdesign.Inthispaper,accordingtothetheoryoffluidmechanics,thecalculationformulaofvacuumpipeisdeduced,itcanbeusedtosolvethepracticalengineeringofvacuumpipediameterselectionproblem.

【关键词】：负压吸引系统管径计算流速质量流量

【Keywords】:vacuumsystemcalculatethevacuumpipediameterflowratemassflowrate

1引言

现代化医院医院病床数不断增多，分散式的供气系统已经不能满足现代化医院的使用要求，医疗气体医疗气体的中心供应在各大、中、小医院均得到越来越广泛的应用。医院除了用于医疗的氧气(O2)、笑气(一氧化氮N2O)、氩气（Ar）、氮气(N2)、氦气(He)、二氧化碳（CO2）压缩空气(Air)等正压气体管路系统外，负压吸引和麻醉废气排放这两种真空管路系统在医院的抢救和治疗中也是必不可少的气体管路系统。人们往往认为氧气系统最为重要，治疗中只要供给充足的氧气，病人在救治中就是安全的。其实负压系统是手术、急救过程中吸痰、吸脓、吸血、吸引堵塞人体气道通路异物所必需的。当在手术，外科救治过程中，需要迅速寻找到破损创伤面，并进行止血缝合时，负压吸引系统就尤为重要的。

2公式推导

综合医院负压吸引系统站房主要有三个部分组成，气源系统,管道系统,终端系统。医疗气体终端一般医院随医疗带选用成品，负压吸引泵房内，真空泵的选用根据医院内使用终端数结合规范要求的各用气点的用气量计算出真空泵的抽气量，然而各负压吸引干支管管径的计算及选用一直没有系统权威的计算公式做为设计支持，本文力求导出一个通用公式，将各种变量综合考虑进去，以便于使用。

负压吸引管道内流动的是空气和少量水气的混合气体，众所周知，气体和液体的一个显著区别就是它具有可压缩性。气体的体积随压力的变化而变化，另外气体的体积也随温度的变化而变化，因此，气体管道的水力计算要比液体管道更为复杂一些。任何气体都具有可压缩性，管内气体的体积流量随压力和温度的变化而变化，但是气体的质量流量是不变的，因此本文以质量流量为基础推导出负压吸引管的管径计算公式，公式中还引入压力损失β的概念，较仅用理想气体状态方程计算更准确，为更接近于实际流动状态。

计算依据如下：

负压吸引管道内径计算时，取管道内的平均压力；管道外压力取大气压力。

设计流速：根据GB50333《医院洁净手术部建筑技术规范》规定，管道内气体流速不得大于10m/s。

设计流量和气体压力：根据GB50333《医院洁净手术部建筑技术规范》规定的手术部终端压力和单嘴流量：负压吸引系统压力-0.03MPa～-0.07MPa，单嘴流量30L/min。

一般气体终端均为国标或者徳标产品，口径一定，为使支管与终端能够匹配，一般进房间支管管径与终端口径一致，目前使用的徳标终端较多，因此文中进入房间的支管管径取D10X1。

我们用下面的公式计算终端出口处的压强P2

【参考文献】

【1】GB50316-2000工业金属管道设计规范

【2】GB50333-2002医院洁净手术部建筑技术规范

【3】周谟仁流体力学泵与风机（第三版）[M].北京：中国建筑工业出版社，1994.11

【4】YY/TO186-94《医用中心吸引系统通用技术条件》

【5】袁明华医用真空管道设计及计算方法探讨[J]净化技术,2008,2:22-27.

作者简介：

马玉涛（1977年~），女，汉族，河南安阳人，硕士研究生，主要从事热力及医疗气体设计工作，（电子信箱）myt2003@163.com