生物安全柜是一种负压过滤排风柜,主要用于生物安全实验室和其他实验室的生物安全防护,可以防止操作者和环境实验过程中产生的生物气溶胶;对操作人员、产品及产品间交叉污染和环境提供安全保护。如今国内应用最广泛的生物安全柜是Ⅱ级生物安全柜,Ⅲ级生物安全柜也开始普遍起来。随着生物安全柜的使用暴露出一些标准中未曾提及的问题,也因此国内关于生物安全柜的研究越来越多。目前Ⅱ级生物安全柜操作区内通常为四面格栅出流方式,但却存在着不可忽略的问题。在论文《生物安全柜气流模拟及优化设计》中对四面格栅出流的Ⅱ级生物安全柜进行了分析,得出该生物安全柜结构会由于格栅分布位置而存在气流分割线,在操作区内产生三角形气流空白区域,进而很可能产生交叉感染,对生物安全柜的安全有很大的影响。为了解决论文《生物安全柜气流模拟及优化设计》中的问题并进一步对生物安全柜进行优化分析,本文通过改变生物安全柜操作区内四面格栅出流方式改为台面小孔满布方式,以及将操作区中高效过滤器面积最大化,首先由上海瑞仰净化有限公司提供的Ⅱ级A2型生物安全柜测量得到实验数据,然后运用CFD软件模拟生物安全柜内气流组织,从气流流线、气流速度等高线和手臂影响等方面进行比较分析,并在此基础上对安全柜可操作区范围进行定义。研究结果表明:生物安全柜四面格栅出流更改为台面孔板出流,且高效过滤器占操作区横截面比例由一般80%达到94.2%后,相比较:操作区下降气流流线竖直向下,没有产生气流分割线,消除了三角形气流空白区域,台面下方产生的湍流由台面上方转到台面下方,操作区气流更加稳定。安全柜内手臂影响模拟得到四面格栅出流方式手臂下方漩涡半径明显大于手臂半径,会产生交叉感染;相比孔板出流没有产生气流交叉现象,避免了交叉感染的发生。得出孔板出流优于四面格栅出流的结论。另外,高效过滤器的最大化使得操作区边壁效应减小,不仅优化了操作区气流流线,也扩大了安全柜内可操作区范围。在此基础上根据操作区不同高度气流等高线变化,将安全柜操作区中可操作区范围定义为距离左右壁面及后壁面30mm,距前窗150mm。Ⅲ级生物安全柜是一个完全密闭的负压箱形操作柜,实验器材不能直接从安全柜进入或取出,但可以通过传递窗很方便的来移动物品。本文在传递窗内夹层四周位置设置格栅,通过实验和CFD模拟对传递窗进行气流组织分析和优化,并得出了满足生物安全的传递窗方案。