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对纯化水设备管径及流速设计的探讨

2017-06-02

对纯化水设备管径及流速设计的探讨

摘要

在制药纯化水设备系统中, 微生物滋生是纯化水、制药用水水质不达标的主要因素。微生物的滋生除了工艺设计、制造材质、管线布局等影响,还受纯化水管道流速设计的影响。纯化水管道的 流速并不是越大越好,而是需要分时段的设置不同的流速,同时也受管径的影响。在此,水处理新视野(微信号:shuichuli100)探讨纯化水设备管道管经及流速的设计!

一、制药纯化水设备系统管径的设计

纯化水输送管道系统应采取循环方式,所有使用点都处在这一个循环管道上,管道内合理的流速设计有利控制微生物的生长。纯水泵以一定量的纯化水送出以后,通 过循环管路到达各个使用点。当输送管为同一管径时,随着各使用点取水增加,越到管道后面,其管道内的流量就越小,其流速也越小,存在低于**设计流速的风 险,所以,循环管道使用同一直径管道对制药纯化水设备系 统是不合适的。一设计选择渐变缩小管径,以便保证其后面管道也有较高的流速。但是,随着用水负荷的变化,有时会因为在循环管道上会增加使用点,而渐变缩小 的管道又不能满足使用点的流量。简化管道流速匹配设计,常常把循环管道直径设计成二个管径,所有使用点前设计成一个较大直径的管道,**一个使用点以后设 计成较小管径的管道,这段管道我们称之为回水管道。


二、制药纯化水设备流速的设计

xfyy222每日稳定资源站姿流体在管道内流动,从流体力学上可分成二种流动状态,一种称之为层流(滞留),流体质点的运动迹线成轴向有条不紊运动,流体处于这样的流动状态下其雷诺数 (Re)小于2300。另一种称之为湍流,流体质点的运动迹线不仅有轴向流动,同时又有径向流动,流体处于这样的流动状态下其雷诺数大于4000。流体的 雷诺数处于2300~4000 时,其流动状态为过渡状态,也称之为不稳定状态。只有流体真正处于稳定的湍流状态下,流体中的质点才不至于停留在管壁上,由于微生物的分子量要比水分子量 大得多,所以雷诺数大于10000 是设计制药纯化水设备管道管径的必需达到的条件,此时,在管壁上不易形成生物膜。

xfyy222每日稳定资源站姿ISPE指南中指出防 止营养物聚集和细菌黏附在管壁所需要的流速要超过3ft/s 或雷诺数大于湍流值。但水处理新视野(微信号:shuichuli100)认为,在制药纯化水设备实际运行中,这个流速并不是*合适的。当在大量用水的生产期间,保证管道中大于3ft/s 流速或更高流速很容易做到,但是在不生产期间或低流量运行时,由于送出水管管径较大,在回水管道中的流速到达了水流速的上限时,送出水管的流速可能达不到 3ft/s。统计表明在低于3ft/s 的流速,雷诺数达到20000 以上的较低流速在全球许多大的制药公司普遍采用,并能保证管道中不利于微生物附着生长的状态。因此,以20000 雷诺数以上为目标来设计送、回水管道的管径和流量更符合实际的需要。



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