利用虚拟模拟技术提升紫外线的空气消毒效果

保持距离、注意卫生、戴好口罩是在公共场所防范新冠病毒的重要手段。然而,在密闭空间内,新冠病毒依然防不胜防,由于空气不流通,病毒很容易传播。因此,像学校之类的公共场所还要做好通风工作——不过,这种方式的防范效果一般。卫生研究所的生物科技专家们与贺利氏特种光源全球业务单元共同合作,找到了更好的解决方案:基于紫外线的特殊空气净化器可以杀死空气中99.9%的新冠病毒。

紫外线(UV)是自然光光谱的一部分。波长为254纳米的UV-C可以破坏病毒的遗传物质,并且效果非常可靠。不过,UV-C空气净化器的辐射只能针对病毒,对于人体必须完全无害。此外,被净化器吸入的空气必须在其内部停留足够长的时间,以便将所有的病毒都杀死。如果空气过早地被净化器排出,空气中的病毒依然是活的,仍然具有致病性。

通过模拟技术精确安装UV-C空气净化器

Larisa von Riewel,贺利氏CAE负责人
Larisa von Riewel,计算机辅助工程(CAE)团队负责人

为了解决UV-C空气净化器所面临的这些难题, 贺利氏特种光源 首先在虚拟模拟工具中对设备进行了测试。通过射线追踪分析,研究团队观察了紫外线辐射在净化器内的传播情况以及辐射有无进入室内环境。此外,专家们还模拟了气流以及液滴和气溶胶在室内的分布情况。“先利用虚拟技术对产品进行建模,比直接进行实物组装要容易得多。借助精准的模拟,我们节省了许多生产步骤,并且能够立即发现问题。”计算机辅助工程(CAE)团队负责人Larisa von Riewel解释道。

这些模拟为贺利氏开发Soluva产品系列奠定了坚实的基础:Soluva是用于空气消毒的定制化UV-C设备,现已广泛用于法院、食堂、零售店、文化机构、学校等场所。“我们的空气管理优化产品有一个集成的UV-C灯。空净设备吸入被污染的空气,再以足量的紫外线对空气进行消毒。UV-C和空气的相互作用会杀死病毒,从而清除气溶胶中的病毒。为了实现最佳、最高效的消毒效果,循环速率、空气量和压损等参数在消毒过程中起着决定性作用。”von Riewel介绍道。

气流模拟显示了气溶胶在室内的路径

借助最先进的技术,贺利氏专家可以模拟液滴和气溶胶在室内(例如办公室)的实际分布情况。此外,模拟技术还能显示UV-C是如何快速对气溶胶进行消毒的。

全球首个公交车消毒解决方案

装有贺利氏紫外线消毒设备公交车

凭借成熟的模拟技术,贺利氏特种光源在全球率先开发出了Soluva Air公交车专用UV-C消毒装置。该产品已经在德国哈瑙的公交车上进行了实地测试,结果非常成功:车内空气可以在更短的时间内消毒完毕。测试完成后,该设备就可以轻松地推广到全球各地的公共交通系统。

凭借模拟工具及相应的设备,贺利氏特种光源不仅为 遏制新冠病毒传播 提供支持,其模拟方法本身也被全球各地的贺利氏客户所借鉴,助力3D打印、光伏等众多行业加快创新解决方案的开发。