電子産業における計算流体力学を用いた職場での鉛ヒューム排出のシミュレーション

Simulation of lead fume emissions in the workplace using computational fluid dynamics in the electronics industry.

• Somayeh Rahimi Moghadam
• Mahmoud Mohammadyan
• Amin Markani
• Narges Khanjani
• Mahdi Jalali

抄録

計算流体力学（CFD）は，職場における汚染物質の放出を予測するための強力な手法であり，最近では保健当局によって貴重なツールとして利用されています．本研究の目的は，電子機器製造業の職場における鉛ヒュームの分布を計算流体力学を用いて予測することである．ネイシャブールのエレクトロニクス産業（2019年）を対象に、横断的な記述的・分析的研究を実施した。個人の鉛ヒュームへの曝露量はOSHA121法により測定した。職場での鉛ヒューム排出量のシミュレーションと予測は、計算流体力学を用いて、ANSYS16ソフトウェアを用いて行った。その結果，個人の鉛ヒューム暴露量の平均値は 0.04 ± 0.01 mg/m であった．このソフトウェアは，作業員の呼吸器領域における鉛蒸気の分布を 0.04～0.07 mg/m の範囲で予測しており，実際の値に非常に近い値となっています．局所排気の吸引力を2倍にすることで，作業者の鉛ガス曝露量はほぼ半減し，推奨値を大きく下回る結果となった．この結果から，CFD は形状内の汚染物質との個々の接触をシミュレートするのに有用なツールであることが示された．また，CFD は形状の全点における汚染物質の拡散と分布を示しているため，重要な場所や条件を示すのにも有用である．

Computational fluid dynamics (CFD) is a powerful method for predicting the release of pollutants in the workplace and has recently been used as a valuable tool by health authorities. The purpose of this study was to predict the distribution of lead fume in the workplace using computational fluid dynamics in the electronics manufacturing industry. A cross-sectional descriptive and analytical study was conducted in the Neyshabur electronics industry (2019). Individual exposure to lead fume was measured by the OSHA121 method. Simulation and prediction of lead fume emission in the workplace were done using computational fluid dynamics and by the ANSYS16 software. The mean of personal exposure to lead fumes was 0.04 ± 0.01 mg/m. The software predicted the distribution of lead fumes in the respiratory zone of the worker to be in the range of 0.04 to 0.07 mg/m, which is very close to the real values. By doubling the suction power of the topical ventilation used, workers' exposure to lead fumes was nearly halved and reached well below the recommended limit. The results showed that CFD is a useful tool for simulating individual contact with pollutants in a geometry. Also, given that the CFD shows the diffusion and distribution of pollutants in all points of a geometry, it is useful to indicate critical locations and conditions.