工艺非球颗粒在局部阻塞型呼吸道内沉积运动规律

摘要

工艺颗粒是造成慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)的主要原因之一，吸入工艺非球颗粒可能会加剧COPD患者的病情。本文通过数值模拟方法分析了5种不同形状的工艺颗粒在局部阻塞率为0.5的呼吸道(G3～G6及G11～G14)内的沉积特性，探究呼吸量、颗粒粒径及形状因子对非球颗粒在阻塞型呼吸道内运动规律的影响。结果表明：随呼吸量及粒径增大，工艺非球颗粒在G11～G14呼吸道内发生重力作用主导转变为惯性作用主导，且G3～G6及G11～G14呼吸道健康侧沉积的数量均较阻塞侧更多。随着非球颗粒形状因子的减小，呼吸道阻塞侧沉积的非球颗粒数量会明显增多，阻塞前端区域和阻塞位置的局部沉积率是健康呼吸道同级位置的1.3倍。球形颗粒(φ=1)与正四棱锥颗粒(φ=0.3828)在局部阻塞型呼吸道内总沉积率差异为35%,比健康呼吸道内沉积率差异高5%。因此，工艺非球颗粒对COPD患者的危害更大，需加强工业建筑中非球形颗粒的治理和个体防护。

关键词

职业安全 / 阻塞型呼吸道 / 工艺颗粒 / 形状因子 / 沉积特性

基金资助

常州市基础研究项目(CJ20235039); 国家重点研发计划项目(2018YFC0705305)